Brevet FR2954192A1 — publié le 20110624

La présente invention se rapporte à un ensemble d'alimentation en sable pour une machine de confection automatique de moules de fonderie en sable. Elle se rapporte aussi au procédé d'alimentation mis en oeuvre dans cette machine. On connaît des machines de confection automatique de moules de fonderie en sable. Celles-ci se composent d'une façon générale d'un poste de moulage équipé d'un plateau inférieur mobile porteur de pièces constituant les contre-formes des moules à réaliser en sable, une presse de formation des moules, un ensemble d'alimentation en sable du poste de moulage et un convoyeur d'évacuation des moules. Une trémie est remplie par une quantité dosée de sable de fonderie contenu dans une réserve. Le contenu de la trémie est déversé intégralement dans un châssis récepteur délimitant avec les contre-formes propres à chaque moule, un volume libre qui sera occupé par le sable dont la forme correspond à celle du moule en sable à confectionner. Après ouverture des portes inférieures de la trémie, le sable se déverse en totalité par gravité dans le volume intérieur du châssis. En raison de sa granulométrie fine, il se répand naturellement par ruissellement le mieux possible dans les différents endroits des formes techniques diverses et variées du volume intérieur occupé partiellement par les contre-formes. Cette distribution et cette répartition s'effectuent le mieux possible, mais par le seul et simple effet de la gravité. Bien entendu, le but est d'obtenir une uniformisation correcte de la quantité de sable à l'intérieur du châssis récepteur de manière à garantir l'obtention d'un moule en sable à géométrie, surfaces, cavités et contours bien formés et de bonne qualité. Le sable est ensuite compacté et pressé à forte pression par une presse de manière à obtenir une matière solide, dure et résistante constituant le corps du moule en sable. Diverses qualités et compositions de sables sont utilisées. Une des applications visées est celle des sables silico-argileux qui présentent de nombreuses caractéristiques et qualités intéressantes et recherchées en fonderie. Lorsque la presse a terminé son travail, le châssis s'ouvre et le moule en sable pressé, est transféré par un convoyeur d'évacuation pour son usage ultérieur en tant que moule après la pose d'éventuels noyaux ou inserts permettant de réaliser les formes en creux et cavités constituant des volumes intérieurs peu ouverts ou plus généralement des formes en contre dépouille. Il se trouve que certaines formes techniques à réaliser notamment celles à faible rayon de courbure ou à ouvertures traversantes multiples, grilles ou autres, ne présentent pas à l'état fini, une qualité suffisante pour permettre l'acceptation à la commercialisation des pièces ainsi moulées. Il existe en effet des vides ou des extrémités mal ou incomplètement formées rendant les pièces impropres à l'usage pour lequel elles sont destinées. Les explications de ces défauts sont à rechercher dans la mauvaise répartition du sable au moment du remplissage du châssis. La quantité de sable déversée d'un seul coup ne peut pas systématiquement se répartir bien uniformément dans tous les endroits de l'espace libre. Le manque ou l'insuffisance de sable dans des zones étroites et reculées ne permet pas de former un moule en sable parfait ou du moins acceptable. La présente invention a pour but de remédier à ces différents inconvénients, c'est-à-dire d'arriver à la production industrielle de moules en sable de fonderie de bonne qualité et pouvant se réaliser dans toutes les formes techniques possibles en fonderie. A cet effet, on note les principaux avantages suivants . grande variété de formes techniques possibles, . maintien de la cadence de fonctionnement automatique de la machine par des opérations s'effectuant en temps masqué, . avantages sur l'état du sable: on peut obtenir le sable le plus flou possible car on casse les mottes sans retasser le sable, meilleur garnissage du moule par le sable, assurance d'une bonne qualité des pièces de fonderie ainsi moulées, simplicité des moyens mis en oeuvre et coût peu important de la transformation de la machine existante. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, donnée à titre d'exemple et accompagnée des dessins dans lesquels : . la figure 1 est une vue générale schématique montrant par blocs, la constitution générale de la machine de fabrication automatique des moules en sable, . la figure 2 est une vue d'ensemble de l'unité d'alimentation selon l'invention avec la trémie d'alimentation qui comporte un compartiment inférieur d'isolation délimité par deux ouvertures chacune à porte du type guillotine, . les figures 3 à 10 sont des vues schématiques simplifiées illustrant les séquences de fonctionnement de l'ensemble d'alimentation lors de la fabrication d'un moule. En se référant aux figures 1 et 2, la machine de production automatique de moules de fonderie en sable sur laquelle s'applique l'invention se compose des principaux organes suivants. Elle se trouve montée sur un bâti support 1. Une réserve attenante 2 de sable de fonderie vient approvisionner par un convoyeur de sable 3, par exemple à variateur de vitesse, un ensemble d'alimentation 4 en sable de fonderie qui débouche sur un poste central de moulage 5 équipé d'une presse 6. Celui-ci se compose, à titre d'exemple, de la façon suivante. Il comporte une table de travail qui admet lors de la formation d'un moule 7 en sable, un plateau mobile porteur de contre-formes 8 ou plateau de conformation. Ce dernier est monté mobile entre une position de travail dans laquelle il se trouve dans le poste central de moulage 5 et une position escamotée de repos dans laquelle il se trouve dégagé du poste central de moulage. Un transporteur d'amenée 9 des châssis récepteurs vides 10 est placé d'un côté du poste central de moulage 5 et un convoyeur d'évacuation 11 des châssis contenant les moules de fonderie est monté à la sortie du poste central de moulage 5. Il assure l'éloignement cadencé des moules en sable après leur éventuel retournement dans un poste de retournement 12 (figure 2). Les moules 7 sont transportés ensuite vers un ou des postes ultérieurs et complémentaires de pose 13 de noyaux ou d'inserts dans lesquels on procède à l'adjonction de ces pièces complémentaires avant le montage des moules dans des châssis techniques de maintien et leur utilisation pour le moulage de pièces de fonderie. Pour des raisons de rentabilité, ces moules sont souvent du type multi-empreintes. Une pluralité de vérins assurent les déplacements des organes mobiles en synchronisation avec le cadencement général de la machine pour la production automatique des moules. On examinera maintenant le poste de moulage et l'ensemble d'alimentation en sable de fonderie plus particulièrement en référence à la figure 2. Le poste central de moulage 5 se compose d'une table de travail 14 utilisée comme support d'appui pour la presse 6 chargée de compacter le sable sous haute pression contre et entre les contre-formes 8 de manière à former une masse solide et dure constituant le corps du moule en sable. Sur cette table de travail 14 vient reposer un plateau porteur des contre-formes 8 ou plateau de conformation 15. Bien entendu, les contre-formes 8 sont essentiellement variables en fonction des particularités des formes techniques des pièces de fonderie à réaliser à l'aide des moules en sable ainsi fabriqués. La presse 6 est constituée par exemple, d'un support inférieur d'élévation, d'une table de serrage 16 et d'une unité mobile multi-pistons 17 travaillant en synchronisme pour compacter le sable dans les châssis récepteurs 10 de manière à former les moules en formes solides de sable. Les châssis récepteurs vides 10 sont apportés par le transporteur d'amenée 9 sur la table de serrage 16 et les contre-formes 8 sont insérées à chaque fois dans le châssis récepteur 10 correspondant par un support mobile en basculement horizontal entre une position dégagée éloignée de la table de serrage 16 et une position de travail sur cette table de serrage. Les mouvements entre ces deux positions sont assurés par des vérins travaillant en synchronisme avec la cadence générale de production automatique de la machine. L'ensemble d'alimentation 4 se développe au-dessus de la table de travail du poste central de moulage 5. Il comprend une trémie d'alimentation 18 en liaison de remplissage avec la réserve de sable 2 par le convoyeur d'approvisionnement en sable 3, par exemple un tapis supérieur transporteur de sable. Cet ensemble d'alimentation 4 comportant la trémie d'alimentation 18 reçoit la quantité totale de sable pour chaque confection de moule. Cette trémie 18 est montée sur un dispositif de pesage 19 en liaison de commande par un module de commande 20 avec le dispositif d'alimentation en sable en agissant par exemple, sur le variateur de fonctionnement du convoyeur à sable 3. La trémie 18 forme un ensemble de réserve dosée de sable avec un compartiment inférieur d'isolation 21 placé sous celle-ci. Le fond de la trémie s'ouvre sur ce compartiment 21 par une porte supérieure 22, par exemple du type à guillotine, pour le remplissage de ce compartiment 21 ou pour le vidage de la trémie 18 à travers ce compartiment inférieur d'isolation 21. Ce dernier possède une porte inférieure 23 par exemple aussi du type à guillotine, qui constitue son fond. Lorsque les deux portes à guillotine 22 et 23 sont ouvertes, le compartiment inférieur d'isolation 21 est traversant pour le sable contenu dans la trémie 18; ce qui veut dire qu'il ne retient aucune quantité de sable qui s'écoule librement de la trémie 18 vers le châssis récepteur 10 en place sur la table de travail. Il peut exister un dispositif de détection du volume du compartiment inférieur 21 qui commande les portes 22 et 23, mais qui peut commander aussi l'approvisionnement en sable par le convoyeur à sable 3. Quand le compartiment inférieur d'isolation 21 est fermé par sa porte inférieure 23 et que sa porte supérieure 22 est ouverte, il peut recevoir une certaine quantité de sable qui le remplit totalement ou partiellement. La quantité de sable qui s'écoule à partir de la trémie 18 dans le compartiment inférieur d'isolation 21 est commandée à l'aide d'un ensemble à calculateur et par le module de commande 20 qui agit sur l'approvisionnement en sable comme représenté par une ligne en tirets sur la figure 1. La contenance du compartiment inférieur d'isolation 21 et la durée d'ouverture de la porte supérieure 22 sont étudiés en fonction de la particularité du moule à réaliser et du résultat à obtenir. Le but général est de remplir chaque châssis récepteur 10 en deux temps par deux quantités successives de sable. Une première quantité ou quantité initiale correspondant à une fraction de la quantité totale est voisine du volume du compartiment inférieur d'isolation 21 ou égale à celui-ci. L'autre quantité qui est l'essentiel du volume de la charge en sable ou quantité principale, reste dans la partie supérieure de la trémie et n'est libérée par exemple progressivement, par la porte supérieure à travers le compartiment inférieur d'isolation qu'après une durée déterminée c'est-à-dire lorsque l'on est sûr que la quantité initiale de sable est bien répartie dans l'espace récepteur du châssis récepteur correspondant destiné à former le corps du moule en sable. Le remplissage de l'ensemble d'alimentation s'effectue globalement ou en deux temps. Un premier chargement en sable a pour but de remplir le compartiment inférieur d'isolation 21. Pour ce faire, la porte supérieure 22 s'ouvre. Celle-ci est ensuite fermée et le remplissage de la trémie commence. Il se poursuit comme on le verra ci-après, pendant la libération de la quantité initiale par l'ouverture de la porte inférieure 23. Il existe un dispositif de pesage 19 et des détecteurs et des contacts de fin de course qui renseignent sur les quantités de sable amenées, chargées dans la trémie et déversées dans le compartiment inférieur 21 et ensuite à chaque fois dans les châssis récepteurs 10. Dans la réalisation particulière représentée, les portes 22 et 23 sont du type à guillotine, pour des raisons de commodité technique. Cependant, l'invention ne doit pas être considérée comme dépendante de ce type de portes. La presse 6 effectue son travail de pressage après le déchargement de la deuxième quantité de sable et sa répartition dans le moule. On décrira maintenant plus en détail une séquence de chargement du châssis récepteur pour la confection d'un moule en sable en référence aux figures schématiques 3 à 10. Le sable est admis dans la trémie 18 par le convoyeur de sable 3 alors que la porte inférieure 23 du compartiment inférieur d'isolation 21 est fermée et la porte supérieure 22 est ouverte. Le sable est chargé dans le compartiment inférieur jusqu'à la quantité désirée (figures 3 et 4). Lorsque la quantité de la charge initiale est atteinte par exemple 50 à 100 kg, on ferme la porte supérieure 22 du compartiment inférieur 21 (figure 5). Dès que la porte supérieure (22) est fermée ou peu après, on commence à admettre la quantité principale de sable dans la trémie 18 (figure 6). Pendant que la trémie 18 continue à se remplir, en étant isolée du compartiment inférieur 21 par la porte supérieure 22 à guillotine, on libère d'un coup ou progressivement la quantité initiale de sable occupant le compartiment inférieur d'isolation 21, qui vient remplir partiellement le châssis récepteur 10 ou du moins le fond de celui-ci (figure 7). La porte inférieure 23 reste ouverte. On continue ensuite à remplir la trémie 18 jusqu'à l'obtention de la quantité principale nécessaire par exemple 800 kg (figure 8). La porte inférieure 23 reste toujours ouverte. On libère rapidement ou progressivement la quantité principale de sable en ouvrant la porte supérieure 22 du compartiment inférieur 21 (figure 9). Lorsque le sable a rempli la chambre de maintien du châssis récepteur, formée de façon 8 provisoire au-dessus du moule pour contenir le sable avant compactage, on râcle, par un dispositif de raclage 24 le dessus de cette chambre pour évacuer le sable excédentaire (figure 10). On procède ensuite au compactage en faisant intervenir la presse 6 qui, par la pression des pistons, réduit le volume de la chambre de maintien du châssis récepteur 10 tout en faisant passer le sable d'une consistance fluide à une consistance solide et dure, apte à servir de corps de moule. Le procédé selon l'invention décrit ci-dessus constitue la mise en oeuvre des moyens formant l'ensemble d'alimentation de la machine automatique de confection de moules de fonderie. REVENDICATIONS1. Ensemble d'alimentation en sable de fonderie pour machine automatique de confection de moules de fonderie caractérisé par un ensemble formé d'une trémie (18) et d'un compartiment inférieur (21) à la suite de la trémie pour déboucher sur un poste central de moulage (5), la trémie et le compartiment inférieur (21) étant séparés par un dispositif de fermeture et la sortie du compartiment (21) étant également pourvue d'un dispositif de fermeture. 2. Ensemble d'alimentation selon la revendication 1 caractérisé en ce que la trémie (18) est de plus grand volume que le compartiment inférieur. 3. Ensemble d'alimentation selon la revendication 1 caractérisé en ce que la trémie (18) constitue la réserve principale et alimente le compartiment inférieur (21). 4. Ensemble d'alimentation selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'au moins un dispositif de fermeture est une porte à guillotine supérieure (22) ou inférieure (23). 5. Ensemble d'alimentation selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un dispositif de pesage (19) est associé à la trémie. 6. Ensemble d'alimentation selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un dispositif de détection de volume est associé au compartiment inférieur (21). 7. Ensemble d'alimentation selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif de détection de volume du compartiment inférieur (21) commande les portes à guillotine supérieure (22) ou inférieure (23). 8. Procédé d'alimentation en sable de fonderie des châssis récepteurs (10) d'une machine de confection automatique de moules de fonderie en sableselon l'une quelconque des revendications ci-dessus caractérisé en ce qu'avant compactage, on déverse la quantité de sable de fonderie en deux fois dans le châssis récepteur (10) de confection de chaque moule en sable de fonderie, la première quantité de sable étant inférieure à la seconde. 9. Procédé d'alimentation en sable de fonderie selon la revendication précédente caractérisé en ce que le chargement de la trémie (18) en sable débute après la fermeture de la porte supérieure (22) et en ce que l'on charge d'abord le compartiment inférieur (21). 10. Procédé d'alimentation en sable de fonderie selon la revendication 8 ou 9 caractérisé en ce que l'on déverse d'abord une première quantité représentant une fraction de la quantité totale dans le châssis récepteur (10) de confection du moule. 11. Procédé d'alimentation en sable de fonderie selon l'une quelconque des revendications de 8 à 10 caractérisé en ce que l'on commence à remplir la trémie au moment ou pendant le déchargement du compartiment inférieur (21). 12. Procédé d'alimentation en sable de fonderie selon la revendication 8 caractérisé en ce que l'on déverse ensuite dans le châssis récepteur (10) à travers le compartiment inférieur (21), une deuxième quantité représentant la quantité principale de sable. 13. Procédé d'alimentation en sable de fonderie selon la revendication 10 caractérisé en ce que la première quantité provient du volume du compartiment inférieur (21) chargé en premier en sable à travers la trémie. 14. Procédé d'alimentation en sable de fonderie selon la revendication 12 caractérisé en ce que la deuxième quantité provient du volume chargé dans la trémie (18) et déchargé à travers le compartiment inférieur (21).