Brevet FR2800999A1 — publié le 20010518

DESCRIPTION La présente invention concerne un dispositif de dénoyautage voie mécanique de pièces creuses réalisées à partir d'un procédé de fonderie, Le domaine d'application du dispositif inventé, le dénoyautage des pièces de fonderie dont l'élimination noyau avère difficile compte tenu soit, de la nature du liant constitutif du noyau, soit de l'insuffisance de la quantité de chaleur fournie par le métal au noyau pendant la phase de refroidissement de pièce, soit la complexité de la forme intérieure de la pièce et l'exiguïté des orifices de la pièce, soit d'une conjugaison de plusieurs de ces facteurs. Parmi les pièces de fonderies relevant souvent ces facteurs il peut être cité les culasses, les blocs moteurs, les collecteurs d'admissions et les bras de suspension destinés aux véhicules automobiles et assimilés. La présente description s'appuie sur les définitions données ci- ap res. Noyau : pièce en sable lié formant les parties intérieures d'une pièce de fonderie. Dans le présent texte le mot noyau signifie également l'ensemble des noyaux assemblés formant la ou les parties creuses d'une même pièce. - Dénoyautage : ensembles des opérations permettant l'élimination du noyau de la partie creuse de la pièce de fonderie après sa coulée. - Débourrage : ensemble des opérations permettant la destruction du noyau. - Martelage : une des opérations mécaniques, laquelle, appliquée à la pièce, contribue à son débourrage. - Vibration : une autre des opérations mécaniques, laquelle, appliquée à la pièce, contribue à son débourrage. Vidage de la pièce: opération permettant l'évacuation à l'extérieur de la pièce des restes du noyau détruit par le débourrage. Une des pratiques connue pour le dénoyautage des pièces de fonderie consiste dans un martelage de la pièce, suivi de sa mise en vibration, accompagnée et ou suivie par le vidage de la pièce par soufflage d'air comprimé dans la cavité, et ou par basculement de la pièce. Le martelage a pour but de désolidariser le noyau de la pièce, la vibration de briser et d'éroder le noyau contre parois de la pièce et de favoriser l'érosion du noyau par auto-attrition du sable constitutif. Dans l'état actuel de la technique il existe dispositifs intégrant les fonctions de martelage de vibration et de vidage ensemble ou séparément, mais ils ont l'inconvénient, de n'assurer que partiellement la fonction de dénoyautage ou etre que faiblement productifs ou de se détériorer trop rapidement du fait du mode de production et de transmission des vibrations ou de ne pas permettre la variation des paramètres de réglage la fréquence ou de l'amplitude de la vibration en fonction des types de pièces ou de rendre laborieux le chargement et le déchargement des pièces. L'invention à pour but de proposer un dispositif de dénoyautage c'est à dire de débourrage et de vidage des pièces qui soit à la fois: complet, simple, fiable, efficace, apte à dénoyauter complètement les pièces et dont les opérations chargement et de déchargement sont facilitées et ne pénalisent pas la productivité. Le dispositif selon l'invention qui comprend à la fois une cabine multifonctions et un ensemble mécanique abrité dans la cabine couvre la fonction complète de dénoyautage tout en s'affranchissant des limites des dispositifs connus. Le dispositif selon l'invention couvre la fonction complète de dénoyautage dans la mesure ou il intègre à la fois: - la fonction de martelage des pièces - la fonction de vibration des pièces - la fonction de vidage des pièces Le dispositif selon l'invention est hautement productif car: - la vibration qu' il communique aux pièces est de basse fréquence (20 à 40 hertz) et de forte amplitude 10 à 20 mm - le vidage des pièces est assuré de façon optimum du fait -- les pièces par l'intermédiaire de deux plateaux portes pièces subissent un basculement suivant deux axes. les fonctions de basculement et de vibration interviennent simultanément - les fonctions de chargement et de déchargement des pièces du dispositif s'opèrent pendant les phases de dénoyautage. Le dispositif selon l'invention a une bonne tenue dans le temps - la fréquence de vibration est basse - les vibrations appliquées aux deux portes-pièces sont en opposition de phase neutralisant le transfert des vibrations aux autres composants du dispositif à l'exception de ceux en déplacement avec les portes-pièces - le profil de la couronne-came générateur de la vibration limite les pics d'accélération aux points de rebroussement des translations des plateaux portes-pièces. Le dispositif selon l'invention permet la variation des paramètres de vibration en fonction des pièces à dénoyauter par l'interchangeabilité de la couronne came: -- par une couronne-came dont le profil produit un nombre différent de déplacements des plateaux portes-pièces par tour -- par une couronne-came dont le profil produit une amplitude différente -- par une couronne-came dont les génératrices sont inclinées et dont le déplacement relatif par rapport aux couples de galets d'entraînement des plateaux portes- pièces permet une variation fine de l'amplitude. Le dispositif selon l'invention permet de faciliter le déchargement et le chargement des pièces au moyen de deux portillons rotatifs, permettant une prise des pièces après traitement et une mise en place des pièces à traiter à partir de l'extérieur de la cabine pendant le temps que précédentes sont en cours de traitement de dénoyautage. Le dispositif de dénoyautage des pièces de fonderie selon l'invention est caractérisé, en ce 'il comprend deux plateaux porte- pièces symétriques, coulissant sur un cadre mobile, en ce que les deux plateaux portes-pièces sont animés d'un mouvement de va et vient alternatif de même fréquence et de même amplitude mais à chaque instant de sens opposes suivant un même axe, en ce que le caractère opposé des mouvements d'une amplitude comprise entre 10 et 20 mm neutralise la propagation des vibrations au cadre mobile et par voie de conséquence au bâti fixe qui supporte le cadre mobile, en ce que le mouvement alternatif d'une fréquence comprise entre 20 à 40 hertz qui anime les plateaux portes-pièces, est produit par un système d'entraînement comprenant un disque portant une couronne- came, en ce que la mise en rotation de la couronne-came provoque l'aller et le retour des plateaux portes-pièces, en ce que la liaison entre les plateaux et la couronne came est assurée par deux couples de galets, chacun d'eux étant solidaire de son plateau d'appartenance, en ce que chaque couple de galets est composé d'un galet appuyé du coté intérieur de la couronne-came et l'autre de son coté extérieur. Le dispositif selon l'invention est aussi caractérisée en ce que le dispositif de dénoyautage comprend une cabine assurant plusieurs fonctions; la captation du sable des fines de sable et de liant, la protection physique du personnel, la protection phonique, la fonction de support du dispositif de martelage et de son caisson antibruit, enfin, la fonction de support pour deux portillons de chargement et de déchargement des pièces, ce que chacun des deux portillons est équipé de part et d'autre et symétriquement par rapport à son axe de rotation, d'un dispositif de serrage et maintien des pièces, permettant le chargement et le déchargement en pièces du dispositif de dénoyautage à partir de l'extérieur de la cabine, alors même que les opérations de dénoyautage sont en cours, en ce que le cadre mobile qui repose par ses tourillons sur des fourchettes d'appuie du bâti fixe, est animé d'un mouvement de rotation autour d'un axe, pour présenter les plateaux porte-pièces face au coté interne des portillons de chargement et de déchargement de la cabine, puis revenir en position horizontale, puis animé d'un mouvement de rotation autour de d'un deuxième axe parallèle au précédent pour présenter les plateaux portes-pièces face aux dispositifs de martelage, en ce que la rotation du cadre mobile suivant les deux axes est rendue possible par un dispositif composé de deux carrés de manoeuvre solidaires des tourillons du cadre mobile et de deux fourchettes rotatives dont l'ouverture est orientée vers le haut quand le cadre mobile est en position horizontale et en appui ses tourillons sur les fourchettes fixes du bâti fixe, la rotation de l'une des fourchettes rotatives provoque la rotation du cadre mobile suivant le même axe alors que le carré correspondant à l'autre axe, échappe à la fourchette rotative associée. Le dispositif selon l'invention est aussi caractérisee, en ce que le dispositif de mise en position relevé des plateaux portes-pièces contre le dispositif de martelage, permet de créer une étanchéité par appui des plateaux portes-pièces contre le caisson d'isolation phonique entourant le dispositif de martelage dont la mise en oeuvre constitue la source de bruit de très loin la plus élevée. Les dessins annexés illustre l'invention: - Figure 1: Vue de face du dispositif de dénoyautage - Figure 2: Vue de coté du dispositif de dénoyautage - Figure 3: Vue de dessus du système de basculement du cadre mobile - Figure 4: Vue de face du dispositif de basculement du cadre mobile En référence à ces dessins, le dispositif comprend deux plateaux porte-pièces (1 et 2)coulissant sur un cadre mobile (3), Les deux plateaux portes-pièces (1 et 2) sont animés d'un mouvement de va et vient alternatif de même fréquence et de même amplitude mais à chaque instant de sens opposés suivant le même axe (A), Le caractère opposé des mouvements d'une amplitude comprise entre 10 et 20 mm neutralise propagation des vibrations au cadre (3) et par voie de conséquence au bâti fixe (4) et d'une manière générale aux composants du dispositif autres que ceux en mouvement avec les plateaux portes-pieces. Le mouvement alternatif d'une fréquence comprise entre 20 à 40 hertz est produit par un système d'entraînement comprenant un disque (6) portant une couronne-came La mise en rotation de la couronne-came provoque l'aller et le retour des plateaux. La liaison entre les plateaux et couronne-came est assurée par deux couples de galets (8 et 9) chacun d'eux étant solidaire de son plateau porte-pièces d'appartenance. Chaque couple de galets est composé d'un galet appuyé du coté intérieur de la couronne-came et l'autre de son coté extérieur. La bande de roulement de chacun galets est constituée ou revêtue d'un matériau élastique afin de permettre un serrage de la couronne-cadre dans chaque couple de galets afin d'éviter le battement relatif entre la couronne-came chacun des couples de galets et d'absorber une partie des pics d'efforts transmis aux roulements des galets au moment des inversions du sens de déplacements des plateaux portes-pièces. Selon une réalisation de l'invention le tracé de la couronne- came (7) quand celle ci est en rotation provoque le déplacement des plateaux portes-pièces selon un mouvement linéaire à accélération a variation constante alternée ou, selon une autre réalisation de l'invention, provoque un déplacement à vitesse sinusoïdale, ceci, dans les deux cas, afin de réduire les à-coups. Le disque (6) est entraîné par un moteur ou un moto- réducteur, à vitesse fixe ou variable directement ou par l'intermédiaire d'une transmission démultipliée ou non. Selon la réalisation illustrée en annexe, Le moteur (5) d'une puissance d'environ 1 1 KW, a une vitesse fixe de 1500 tours par minute il entraîne un réducteur de rapport 2 qui entraîne une transmission par poulies et courroie de rapport 1. profil de la couronne-came produit deux allers-retours des plateaux portes-pièces par tour, ceci produit une vibration des plateaux portes-pièces de 25 Hertz. génératrices des profils intérieur et extérieur de la couronne cadre sont inclinées de telle façon qu'en variant la position relative entre les couples de galets et la couronne-came, 'amplitude de la vibration des plateaux portes-pièces soit réglable entre 10 et 20 mm. La Couronne-came (7) est démontable par rapport disque (6), de telle façon qu'un remplacement de la couronne-came par une couronne-came d'un profil différent produise une vibration des plateaux portes-pièces selon une fréquence et une amplitude différente. A titre d'exemple le montage d'une couronne-came dont les profils correspondent à trois allers-retours des plateaux portes- pièces tour, produit une vibration de fréquence 37,5 Hertz. Selon la réalisation illustrée en annexe, les bandes roulement des couples de galets (8 et 9) en appuis sur les profils intérieur extérieur de la couronne cadre sont coniques suivant la même pente que la couronne cadre. Selon d'autres réalisations de l'invention l'entraînement de la couronne-came est assuré par un moteur à vitesse fixe ou variable, soit directement ou par l'intermédiaire d'un système de transmissions démultiplié ou non, à vitesse fixe ou variable. Selon la réalisation illustrée en annexe, les plateaux portes- pièces (1 et 2) sont chacun muni d'un dispositif de bridage (11) d'une ou plusieurs pièces. Le dispositif de dénoyautage comprend une cabine 2) assurant plusieurs fonctions; la captation du sable et des fines de sable et de liant, la protection physique du personnel, la protection phonique, la fonction de support du dispositif de martelage de son caisson antibruit, enfin, la fonction de support pour deux portillons (13 et 14) de chargement et de déchargement des pièces. Chacun des portillons (13 et 14) est équipée de part d'autre et symétriquement par rapport à son axe de rotation, d'un dispositif de serrage et maintien des pièces (15 et 16), permettant le chargement et le déchargement du dispositif de dénoyautage à partir de l'extérieur de la cabine alors même que les opérations de dénoyautage sont en cours. cadre (3) qui repose par ses tourillons (17 et 18) sur des fourchettes d'appuie (19 et 20) du bâti fixe (4) est animé d'un mouvement de rotation d'un autour de l'axe (C) pour présenter les plateaux porte-pièces face au coté interne des portillons de chargement et de déchargement de la cabine puis revenir en position horizontale, puis animé d'un mouvement de rotation autour de l'axe (D) pour présenter les plateaux portes-pièces face dispositifs de martelage (21). rotation du cadre mobile (3) suivant les deux axes ou D) est rendue possible par un dispositif composé de deux carrés de manoeuvre (27 et 28) solidaires des tourillons (17 et 18) du cadre mobile de deux fourchettes rotatives (23 et 24) dont l'ouverture est orientée vers le haut quand le cadre mobile est en position horizontale et en appui par ses tourillons sur les fourchettes fixes (19 et 20) du bâti fixe. La rotation de l'une des fourchettes rotatives provoque la rotation du cadre mobile suivant le même axe alors que le carré correspondant à l'autre axe échappe à la fourchette rotative associée. La mise en rotation des fourchettes rotatives est assurée par un moto-reducteur (10) à deux sens de marche, par l'intermédiaire d'une chaîne ou courroie (22) et de pignons (25 et 26). L'alternance du sens de rotation de l'arbre de sortie du moto- réducteur 0) provoquant l'alternance de coté du brin mou de la chaîne ou de la courroie de transmission (22) facilitant la sortie du carré de la fourchette rotative de l'axe de rotation non exploité. Une autre réalisation de l'invention, consiste en deux treuils accrochés au plafond de la cabine et dont les câbles sont reliés au bâti mobile, l'un au niveau de l'axe (C) l'autre au niveau de l'axe (D) et dont l'enroulement de !'un provoque la rotation autour de l'axe opposé et réciproquement, en variante les treuils peuvent être localisés en partie basse de la cabine et les câbles renvoyes par des poulies de renvoi accrochées au plafond de la cabine. La mise en position relevée des plateaux portes-pièces contre le dispositif de martelage, permet de créer une étanchéité appui des plateaux portes-pièces contre les deux caissons d'isolation phonique (29 et 30) entourant chacun son dispositif de martelage (21) dont la mise en oeuvre constitue la source de bruit de tres loin la plus élevée. Les deux dispositifs de martelage sont chacun constitués d'un support porte-marteaux (31) chaque support porte-marteau portant de part et d'autre deux plaques avec rainurage en T permettant le réglage de la position des marteaux selon les deux plans verticaux, et de deux à six marteaux pneumatiques (32) selon le nombre de pièces embarquées sur chaque plateau portes-pièces et le type de pièces à traiter. Le dispositif de dénoyautage objet de l'invention est principalement destiné à l'opération de dénoyautage de pièces de fonderie dont la forme intérieure a été obtenue par un noyau. Il est également adapté au nettoyage des cavités de pièces de fonderies après leur grenaillage, afin de parfaire l'élimination des résidus de couches réfractaires et de grenailles. II est aussi adapté pour l'élimination de la gangue réfractaire intérieure et extérieure de pièces fonderies produites suivant les procédés dits à modèles perdus. REVENDICATIONS 1. Dispositif de dénoyautage par voie mécanique de pièces creuses fonderie, caractérisé en ce que les pièces à traiter, sont maintenues sur deux plateaux portes-pièces (1 et 2) symétriques, chacun animé d'un mouvement de va et vient alternatif de même amplitude, même fréquence et de sens opposé le long d'un axe (A), en ce que les plateaux portes-pièces basculent alternativement autour de 2 axes (C et D) par l'intermédiaire d'un cadre mobile (3), en ce que le basculement autour de l'axe (C) permet aux plateaux portes-pièces de se présenter en position relevée pour leur déchargement et leur chargement en pièces, en ce que le basculement autour de l'axe (D) permet aux plateaux portes-pièces de se présenter en position relevée en regard du dispositif (21) de martelage des pièces, en ce que les basculements du châssis mobile autour des axes (C ou D)contribuent à l'opération de vidage des pièces, ce que l'opération de vibration des pièces peut etre réalisée quand les plateaux portes-pièces sont en position horizontale mais aussi en positions relevée et pendant les phases intermédiaires, en ce que les portillons rotatifs (13 et 14) contribuent aux fonctions de chargement et de déchargement en pièces du dispositif dénoyautage. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en que les mouvements alternatifs de sens opposés des plateaux portes-pièces à pour objectif de neutraliser la transmission des vibrations aux composants du dispositif de dénoyautage autres que ceux solidaires des plateaux portes-pièces. 3. Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérise en ce que les mouvements alternatifs de sens opposées des plateaux portes-pièces sont assurés par la rotation d'une couronne-came (7) entraînant deux couples de galets (8 et9) chacun solidaire son plateau porte-pièces d'appartenance. 4. Dispositif selon les revendications 1,2, et 3 caractérisé en ce que le profil intérieur et le profil extérieur de la couronne-came entraînent les plateaux portes-pièces dans un mouvement linéaire variation d'accélération constante alterné ou une vitesse à variation sinusoïdale. 5. Dispositif selon les revendications 1,2,3 et 4 caractérisé ce que la machine puisse recevoir des couronnes-cames à profils differents. 6. Dispositif selon les revendications 1,2,3,4,5 caractérisé ce selon le choix de la couronne-came mise en place, la fréquence et l'amplitude du mouvement alternatif des portes plaques couvrent les plages respectivement de 20 à 40 hertz et de 10 à 20 mm. 7. Dispositif selon les revendications 1,2,3,4,5 et 6, caractérisé en que les génératrices de la couronne-came sont inclinées, permettant dans un déplacement relatif de la couronne-came et couples de galets, un réglage de l'amplitude de la vibration des plateaux portes-pièces. 8. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce dans leur position relevée de déchargement et de chargement des pièces, les plateaux portes-pièces se positionnent en vis à vis du dispositif de maintient des pièces de la face interne des portillons (13 14) permettant ainsi le transfert des pièces entre les plateaux portes-pièces et les dispositifs de maintient des pièces des portillons. 9. Dispositif selon les revendications 1 et 8 caractérisé en ce que pendant la phase de dénoyautage, un jeu de nouvelles pièces à dénoyauter est mis en place dans le dispositif de serrage et de maintien des pièces de la face extérieure des portillons (13 et 14) 10. Dispositif selon les revendications 1,8 et 9 caractérisé en ce les portillons (13 et 14) sont animés d'une rotation d'un demi- tour autour d'un axe médian présentant simultanément à l'extérieur de la cabine les pièces dénoyautées et à l'intérieur de la cabine les nouvelles pièces à dénoyauter. 11. dispositif selon les revendications 1,8,9 et 10 caractérisé en que la rotation du cadre mobile (3) alternativement autour l'axe (C)et de l'axe (D) est assuré par deux couples de carrés d'entraînement/fourchettes rotatives (27-23) et (28-24). 12. Dispositif selon les revendications 1,8,9,10, et 11 caractérisé en ce que la mise en rotation des fourchettes rotatives (23 24) est assurée par un moto-réducteur (10) commun, à deux sens de marche. 13. Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à caractérisé en ce que dans leur position relevée pour le martelage, chaque plateau porte-pièces (1 et 2) s'appuient contre la face ouverte du caisson de protection phonique de martelage correspondant (29 et 30), améliorant ainsi la protection phonique de l'ensemble.