Brevet FR2971440A1 — publié le 20120817

OUTILLAGE POUR LE MOULAGE D'UNE PIECE DE FONDERIE ET UN PROCEDE DE MOULAGE [0001 L'invention se rapporte à un outillage pour le moulage d'une pièce de fonderie et un procédé de moulage avec l'outillage. [0002] Dans le cadre d'une coulée en fonderie fonte, et pour éviter que la pression métallo-statique ne fasse remonter les noyaux de sable, il est utilisé des supports en fer étamé qui permettent de tenir les noyaux entre eux. Ces supports se retrouvent emprisonnés dans le carter cylindres une fois coulé. [0003i Il existe des supports dans l'art antérieur comme cela est décrit dans les documents GB-A-191014951 et GB-B-204 924. Les supports sont surmoulés ou non par le métal fondu. [0004] Le réglage est compliqué car il faut retoucher les outillages de fonderie (boîtes à noyaux), d'où un démontage systématique des outillages de leur machine pour adapter la hauteur des supports. Ceci engendre des pertes de temps de cycle. [0005i Il existe donc un besoin pour un outillage et un procédé pour réaliser des pièces en fonte de manière plus simple. [0006] Pour cela, l'invention propose un outillage pour le moulage d'une pièce de fonderie comprenant des plaques modèles inférieure et supérieure, caractérisé en ce qu'au moins la plaque modèle supérieure comporte des bossages pour le positionnement d'un noyau. [0007] Selon une variante, l'outillage comporte en outre des organes de réglage en hauteur des bossages. [0008] Selon une variante, les organes de réglages sont des clinquants positionnés sur la surface des bossages. [0009 L'invention propose aussi un procédé de moulage d'une pièce de fonderie avec l'outillage décrit précédemment, le procédé comprenant les étapes de - réglage de la hauteur des bossages de la plaque modèle supérieure, - réalisation d'empreintes inférieure et supérieure avec les plaques modèles inférieure et supérieure, - disposition d'un noyau entre les empreintes, le noyau étant positionné par rapport à l'empreinte supérieure par des supports reposant entre d'une part des bossages de l'empreinte supérieure correspondant aux bossages de la plaque modèle supérieure et d'autre part des bossages correspondants du noyau. [oolo] Selon une variante, le réglage de la hauteur des bossages de l'empreinte supérieure est réalisé par le limage des bossages de la plaque modèle supérieure ou par l'adjonction de clinquants sur les bossages de la plaque modèle supérieure. [0011] Selon une variante, le procédé comprend en outre l'injection de métal fondu parvenant au noyau depuis l'empreinte inférieure. [0012] Selon une variante, les empreintes et le noyau sont en sable. [0013] L'invention propose aussi une pièce de véhicule obtenue par le procédé décrit précédemment, la pièce étant un carter cylindres. [0014] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement et en références aux dessins qui montrent : - figure 1, une plaque modèle supérieure ; - figure 2, un détail de la figure 1 ; ^ figure 3, une empreinte de la plaque modèle inférieure ; - figure 4 une grappe de noyaux en position sur l'empreinte inférieure ; - figure 5, un détail de la figure 4 ; - figure 6, une empreinte de la plaque modèle supérieure ; - figure 7, une section des empreintes des figures 3 et 6 en place l'une sur 25 l'autre. [0015] Dans le cadre d'une coulée en fonderie fonte pour la réalisation de pièces, notamment des pièces pour véhicule automobile telles qu'un carter cylindres obtenu par coulée gravité, on utilise un outillage comprenant des plaques modèles sur lesquels on réalise des empreintes. La figure 1 montre une plaque modèle 30 supérieure 10. A titre d'exemple il s'agit d'une plaque modèle pour réaliser un carter cylindres. La plaque modèle supérieure 10 est en métal sur laquelle on réalise une empreinte supérieure en sable qui résistera mieux aux très fortes températures de fonte en fusion. L'outillage selon l'invention comprend aussi une plaque modèle inférieure non visible sur les figures. On réalise aussi une empreinte en sable avec la plaque modèle inférieure. Les notions « inférieure » et « supérieure » sont à considérer par rapport à la position relative des empreintes lors de l'opération de moulage, l'empreinte supérieure étant positionnée sur l'empreinte inférieure. [0016] Des bossages 12 sont créés sur la plaque modèle supérieure 10. Ces bossages 12 sont visibles sur la figure 1 et sur la figure 2 qui montre un détail de la figure 1. Ces bossages 12 servent au positionnement d'un ou des noyaux comme expliqué ci-dessous. A titre d'exemple, quatre bossages 12 sont visibles sur les figures 1 et 2. [0017] La figure 3 montre une empreinte 14 de la plaque modèle inférieure. L'empreinte 14 inférieure est entourée d'un châssis 16 qui coopère avec un châssis de l'empreinte supérieure de la plaque modèle supérieure. Sur la figure 3 plusieurs empreintes 14 sont représentées, en l'occurrence deux à titre d'exemple. Ces empreintes sont identiques et constituent une grappe permettant la réalisation de plusieurs pièces en une opération de moulage. [0018] La figure 4 montre une grappe de noyaux 18, en sable par exemple, déposée sur la ou les empreintes 14 inférieures, dans le châssis 16. Les noyaux permettent de définir l'intérieur de la pièce à couler. A titre d'exemple les noyaux de la figure 4 représentent l'intérieur du carter cylindres, et notamment la circulation d'eau, d'huile, etc... Des bossages 20 sont représentés sur la figure 4, et sont mieux visibles sur la figure 5 qui montre un détail de la figure 4. Ces bossages 20 coopèrent avec les bossages de l'empreinte supérieure de la plaque modèle supérieure par l'intermédiaire de supports 22. [0019] La figure 6 montre l'empreinte 24 supérieure en sable de la plaque modèle supérieure 10 de la figure 1. L'empreinte 24 supérieure est entourée d'un châssis 26 qui coopère avec le châssis 16 de l'empreinte 14 inférieure de la plaque modèle inférieure. Sur la figure 6 plusieurs empreintes 24 supérieures identiques sont représentées, en l'occurrence deux à titre d'exemple, et constituent une grappe. Des bossages 28 sont représentés sur la figure 6. Les bossages 28 correspondent aux bossages 12 de la plaque modèle supérieure 10. Les bossages 28 coopèrent avec les bossages 20 du noyau 18. [0020] Le châssis 26 supportant l'empreinte 24 supérieure de la plaque modèle supérieure 10 est positionné sur le châssis 16 supportant l'empreinte 14 inférieure de la plaque modèle inférieure. Le châssis 26 de la figure 6 est retourné sur le châssis 16 de la figure 4 de sorte à avoir les noyaux 18 positionnés entre les deux empreintes 14 et 24. Les noyaux 18 sont positionnés par rapport à l'empreinte 14 inférieure par des conformations de l'empreinte 14 inférieure prévues à cet effet. Les noyaux 18 sont positionnés par rapport à l'empreinte 24 supérieure par les supports 22. Les supports 22 sont alors en appui sur les bossages 28 de l'empreinte 24 supérieure et sur les bossages 20 des noyaux 18 comme représenté sur la figure 7. La figure 7 montre l'empreinte 24 supérieure et l'empreinte 14 inférieure. Le noyau 18 comporte plusieurs conformations 30, 32, 33, notamment une conformation 30 pour un diamètre d'alésage brut et une conformation 32 pour une chambre d'eau. Le support 22 est positionné entre le bossage 28 de l'empreinte 24 supérieure et le bossage 20 du noyau 18. [0021] Lorsque l'on coule la fonte dans l'outillage de la figure 7, la fonte se propage depuis l'empreinte 14 inférieure en direction de l'empreinte 24 supérieure. Le support 22 permet de conserver un espace d'une largeur souhaitée entre le noyau 18 et l'empreinte 24 pour réaliser la paroi de la chambre d'eau autour de la conformation 32. En effet, la mise en place des supports 22 limite la montée des noyaux 18 emportés par le flux de métal ascendant. En d'autres termes, dans le cadre de la coulée en fonderie fonte, les supports 22 permettent de tenir les noyaux entre eux et d'éviter que la pression métallo-statique ne fasse remonter les noyaux de sable 18 en direction de l'empreinte 24 supérieure. Les supports en fer étamé par exemple se trouvent ensuite emprisonnés dans la pièce (par exemple un carter cylindre) une fois coulée. [0022] Grâce aux bossages, on parvient à régler la position des noyaux. Pour cela, on règle en hauteur les bossages, en particulier sur la plaque modèle supérieure 10 avant réalisation de l'empreinte 24 supérieure. Si l'on souhaite moins de jeu entre le noyau 18 et l'empreinte 24 supérieure, on peut réduire la taille des bossages 28 de l'empreinte 24 supérieure. On peut par exemple reprendre localement les bossages 12 de la plaque modèle supérieure 10 par exemple à l'aide d'une lime qui peut être fine. Si l'on souhaite plus de jeu entre le noyau 18 (de chambre d'eau sur la figure 7) et l'empreinte 24 supérieure, on peut augmenter les bossages 28 de l'empreinte supérieure 24 à l'aide d'organes de réglage. Ces organes de réglage sont par exemple des clinquants que l'on peut coller sur les bossages 12 de la plaque modèle supérieure 10. L'avantage est qu'avec la création de bossages 12 sur les éléments extérieurs que sont les plaques modèles, et en particulier la plaque modèle supérieure 10, on parvient à externaliser les réglages non plus sur les outillages compliqués qu'est la boîte à noyaux mais sur les éléments qui peuvent être retouchés aisément. De plus, la création de ces bossages 28 sur l'empreinte 24 supérieure ne gêne pas le fonctionnel de la pièce obtenue, par exemple le carter cylindres. La possibilité de réglage permet de contrôler plus finement les toiles (ou épaisseurs) de la pièce (par exemple le carter cylindre) avec notamment le noyau de la chambre d'eau. Un autre avantage est que l'on n'a pas besoin d'utiliser des supports 22 de tailles différentes adaptés à chaque écartement souhaité, ce qui permet d'avoir des supports 22 de taille unique. Ceci évite la multiplication des supports et le risque d'erreur. On améliore ainsi le réglage de la hauteur des supports lors de la coulée du carter cylindres gravité en fonte. [0023] Le réglage est par exemple fait après obtention de quelques pièces moulées pour lesquels il s'avère que certaines toiles ne sont pas d'une taille convenable. On règle la hauteur des bossages 12 sur la plaque modèle supérieure 10 puis on réalise les empreintes avant d'injecter le métal fondu entre les empreintes en direction des noyaux 18. [0024] En définitive, on obtient des outillages et un procédé de moulage simples. [0025] Une fois la pièce obtenue, le sable des noyaux et empreintes le cas échéant est retiré par des orifices prévus à cet effet. [0026] De préférence les bossages réglables sont sur l'empreinte supérieure et le noyau, mais on peut aussi envisager des bossages réglables sont sur l'empreinte inférieure et le noyau. REVENDICATIONS1. Outillage pour le moulage d'une pièce de fonderie comprenant des plaques modèles inférieure et supérieure (10), caractérisé en ce qu'au moins la plaque modèle supérieure (10) comporte des bossages (12) pour le positionnement d'un noyau. 2. L'outillage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des organes de réglage en hauteur des bossages (12). 3. L'outillage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les organes de réglages sont des clinquants positionnés sur la surface des bossages (12). 4. Procédé de moulage d'une pièce de fonderie avec l'outillage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de - réglage de la hauteur des bossages (12) de la plaque modèle supérieure (10), - réalisation d'empreintes inférieure (14) et supérieure (24) avec les plaques modèles inférieure et supérieure, - disposition d'un noyau (18) entre les empreintes (14, 24), le noyau étant positionné par rapport à l'empreinte supérieure par des supports (22) reposant entre d'une part des bossages (28) de l'empreinte supérieure correspondant aux bossages (12) de la plaque modèle supérieure (10) et d'autre part des bossages (20) correspondants du noyau (18). 5. Le procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le réglage de la hauteur des bossages (28) de l'empreinte (24) supérieure est réalisé par le limage des bossages (12) de la plaque modèle supérieure (10) ou par l'adjonction de clinquants sur les bossages (12) de la plaque modèle supérieure (10). 6. Le procédé selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'injection de métal fondu parvenant au noyau depuis l'empreinte inférieure. 7. Le procédé selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les empreintes et le noyau sont en sable. 8. Une pièce de véhicule obtenue par le procédé selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisée en ce que la pièce est un carter cylindres.