Brevet FR3004974A1 — publié le 20141031

DISPOSITIF D'ENCOLLAGE MUNI D'UN MASQUE D'ENCOLLAGE AUTO- ADAPTATIF POUR PROCEDE DE FONDERIE A MODELE PERDU [0001] L'invention porte sur un dispositif d'encollage muni d'un masque d'encollage auto- adaptatif pour procédé de fonderie à modèle perdu. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine de l'automobile. [0002] La technologie du procédé de moulage par modèle perdu utilise un modèle pour l'obtention de pièces de fonderie. Le modèle, par exemple en polystyrène, est détruit lors de la mise en oeuvre d'un tel procédé, c'est-à-dire que l'on "perd" le modèle pour obtenir la pièce de fonderie désirée. La géométrie de la pièce de fonderie désirée correspond à la géométrie du modèle perdu. Le modèle perdu peut être constitué par un assemblage de strates. Ainsi, dans le domaine de l'automobile, les modèles perdus de culasses de moteur à combustion interne peuvent être formés par l'assemblage de quatre ou cinq strates, ou même plus si besoin. [0003] Ces strates sont assemblées par collage. Le collage des différentes strates constituant le modèle peut être réalisé à l'aide d'outillages de collage, tels que ceux décrits par exemple dans le document FR2976830. [0004] Préalablement au collage, une des strates est encollée au moyen d'un dispositif d'encollage comportant un support sur lequel est monté un masque d'encollage baignant dans un bac rempli de colle. La strate est portée par un conformateur de préhension muni de ventouses de dépression pour en assurer le maintien, l'ensemble étant mobile par rapport au masque. Au cours d'un cycle d'encollage, le bac descend par rapport au masque d'encollage en sorte que le masque est en position émergée, puis la strate du modèle à encoller est déplacée pour venir en contact avec un profil du masque enduit de colle. Une fois l'opération d'encollage réalisée, la strate est remontée par rapport au masque et déplacée par le préhenseur pour son assemblage avec une strate réceptrice. [0005] Chaque strate du modèle est préalablement obtenue par moulage dans des demi-empreintes permettant la soudure de billes injectées par un passage de vapeur au travers de filtres uniformément répartis sur toute l'empreinte de moulage. Du fait de ce procédé d'obtention par moulage, une strate peut comporter des variations dimensionnelles liées au jeu de fermeture des demi-empreintes susceptible de varier d'un lot à un autre. Or, ces variations dimensionnelles peuvent entraîner une mauvaise mise en correspondance entre la strate et le masque d'encollage, ce qui pourra entraîner un manque de colle sur la strate ou générer des rebuts sur les pièces finies. [0006] Pour s'adapter aux variations de dimensions des strates, il est connu d'utiliser un ensemble 1 représenté à la figure 1 permettant un réglage tridimensionnel de la position du masque d'encollage 2 par rapport au support 3 préalablement à la phase d'encollage. A cet effet, un système de centrage 5 dit système de centrage X-Y permet à une première partie 7 du support 3 portant le masque 2 de se déplacer par rapport à une deuxième partie fixe 8 dans un plan perpendiculaire à la direction verticale d'encollage. Une fois le réglage effectué, le système de centrage en X-Y est verrouillé en sorte que la première partie 7 est maintenue immobile par rapport à la deuxième partie 8 au cours de l'opération d'encollage. [0007] En outre, le masque d'encollage 2 est réglable par des vis 9 dites "vis diabolo" permettant de faire varier la hauteur du support 3 suivant un pas donné par exemple de 0,5 mm, ce qui signifie que pour un tour de vis, le déplacement du masque 2 par rapport au support 3 est de 0.5mm suivant la direction verticale. Après réglage, les vis diabolo 9 sont maintenues immobiles en rotation au moyen d'une plaque de frein 10 anti-rotation venant bloquer la tête de la vis 9. [0008] En conséquence, ce type de système nécessite d'effectuer un nouveau réglage pour s'adapter aux variations des strates de chaque nouveau lot en vue d'un encollage conforme à la qualité d'obtention des pièces de fonderie. Cette reprise des réglages pour chaque lot, qui se traduit par des arrêts de production, augmente donc le temps de réalisation des modèles perdus. En outre, le système peut entraîner des déformations du masque lors d'un réglage si ce dernier est appliqué uniquement à une zone du masque et non de manière uniforme. [0009] L'invention vise à remédier efficacement à ces inconvénients en proposant un dispositif d'encollage pour procédé de fonderie à modèle perdu, comportant un support et un masque d'encollage monté sur ledit support contre lequel une strate est destinée à venir en appui, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un système auto-adaptatif installé entre le support et le masque d'encollage apte à autoriser un déplacement du masque d'encollage par rapport audit support suivant une direction correspondant à une direction d'encollage lorsque la strate vient en appui contre le masque d'encollage de manière à accompagner un déplacement de la strate à encoller. [0010] L'invention permet ainsi au masque d'encollage de s'adapter automatiquement aux variations dimensionnelles des strates. On supprime ainsi les temps d'intervention liés au réglage à chaque changement de lot de modèles. En outre, le dispositif d'encollage selon l'invention n'applique quasiment aucune contrainte sur le masque d'encollage, ce qui évite les risques de déformation dudit masque. [0011] Selon une réalisation, le système d'auto-adaptatif est en outre apte à autoriser un déplacement du masque d'encollage par rapport au support dans un plan perpendiculaire à la direction d'encollage de manière à assurer un centrage automatique du masque d'encollage par rapport à la strate lorsque ladite strate vient en contact avec le masque d'encollage. [0012] Selon une réalisation, le système auto-adaptatif comporte un moyen élastique monté entre le support et le masque d'encollage sollicitant le masque d'encollage contre une butée, ce moyen élastique étant apte à se compresser pour accompagner un déplacement du masque d'encollage lorsque la strate vient en appui contre le masque d'encollage. [0013] Selon une réalisation, la butée est constituée par une tête d'une vis. [0014] Selon une réalisation, la tête de la vis présente une forme sphérique. Cela permet de garantir le positionnement du masque d'encollage dans une position par défaut avant le commencement d'un nouveau cycle. [0015] Selon une réalisation, un diamètre d'une ouverture ménagée dans le masque d'encollage autorisant un passage d'une tige de la vis pour sa fixation sur le support est supérieur au diamètre de ladite tige de la vis. Cela permet d'autoriser un déplacement du masque d'encollage par rapport à la strate dans un plan perpendiculaire à la direction d'encollage une fois que le masque d'encollage n'est plus en appui contre la butée. [0016] Selon une réalisation, le moyen élastique est positionné dans un logement défini par deux cavités ménagées dans une face du support et une face du masque d'encollage en regard l'une de l'autre. [0017] Selon une réalisation, le masque d'encollage présente un profil ayant une protubérance située sensiblement en son centre. [0018] Selon une réalisation, dans le cas d'une pente, le profil comporte également une protubérance ménagée à l'endroit d'une extrémité de la pente la plus basse par rapport au support. [0019] Selon une réalisation, le masque d'encollage présente des dégagements pour assurer une évacuation rapide de la colle dans des zones non fonctionnelles à l'encollage. [0020] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'a titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. [0021] La figure 1 représente de manière schématique un système de centrage selon l'état de la technique permettant au masque d'encollage de se déplacer par rapport au support; [0022] Les figures 2a et 2b sont des représentations schématiques des étapes d'un cycle d'encollage d'une strate mises en oeuvre par un dispositif d'encollage selon l'invention; [0023] La figure 3 est une vue en perspective d'un masque d'encollage selon l'invention; [0024] Les figures 4a et 4b montrent des sections transversales d'un profil du masque d'encollage de la figure 3 ayant respectivement une forme plane ou en pente; [0025] La figure 5 montre une représentation schématique d'un système auto-adaptatif selon l'invention permettant un centrage automatique du masque d'encollage par rapport à la strate à encoller. [0026] Dans les figures 2 à 5, les éléments identiques, similaires ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre. [0027] Les figures 2a et 2b montrent un dispositif d'encollage 20 destiné à assurer l'encollage d'une strate 21 réalisée par exemple en polystyrène. Ce dispositif d'encollage 20 comporte un support 22 sur lequel est monté un masque d'encollage 23 montré en détails sur la figure 3 baignant dans un bac 24 rempli de colle. Le support 22 est maintenu par un bâti référencé 28. Le bac 24 est monté sur un système de déplacement prenant par exemple la forme d'un vérin commandé 26. La strate 21 est portée par un conformateur de préhension 25 muni de ventouses de dépression pour en assurer le maintien, l'ensemble étant mobile par rapport au masque d'encollage 23. [0028] Au cours d'un cycle d'encollage, le vérin 26 est activé pour faire descendre le bac 24 par rapport au masque d'encollage 23 en sorte que le masque 23 est en position émergée (cf. figure 2b). La strate 21 du modèle à encoller est ensuite déplacée par le conformateur de préhension 25 suivant une direction d'encollage représentée par la flèche DE, en l'occurrence une direction verticale, pour venir en contact avec un profil 27 du masque enduit d'une couche de colle qui est alors ramassée par la strate 21. Une fois l'opération d'encollage réalisée, la strate 21 est remontée par rapport au masque 23 et déplacée par le conformateur de préhension 25 pour son assemblage avec une strate réceptrice (non représentée). Le bac 24 est alors remonté au moyen du vérin 26 afin que le masque 23 baigne de nouveau dans la colle pour recommencer un nouveau cycle (cf. figure 2a). De préférence, afin de contrôler les vitesses de montée et de descente de la strate 21, le conformateur de préhension 25 est monté sur un système d'axe à variateur numérique. [0029] En l'occurrence, comme cela est bien visible sur la figure 4a, le profil 27 du masque d'encollage 23 correspondant au joint de collage entre les strates du modèle comporte une protubérance 31 située sensiblement en son centre. Des portions planes 33 s'étendent de part et d'autre de la protubérance 31. La protubérance 31 pourra présenter une section transversale de forme sensiblement carrée comme représenté, rectangulaire ou arrondie. Une telle forme du profil 27 permet d'augmenter la tolérance de prise de colle et d'uniformiser au mieux la taille des bourrelets de colle 34 qui se forme sur le profil 27 lors de la descente du bac de colle 24. La protubérance 31 s'étend de préférence sur une largeur L1 de l'ordre de 1mm et sur une hauteur L2 de l'ordre de 1mm également par rapport aux portions planes 33. [0030] En outre, comme on le voit sur la figure 4b, le profil 27 du masque présente des pentes destinées à être mise en correspondance avec des pentes de forme complémentaire de la strate 21. Dans le cas d'une pente, le profil 27 pourra comporter, en plus de la protubérance centrale 31, une protubérance 31' ménagée à l'endroit d'une extrémité de la pente la plus basse par rapport au support 22 de masque. Les protubérances 31, 31' pourront avoir des formes de trapèzes. En l'occurrence, les faces des trapèzes formant un angle supérieur à 90 degrés par rapport à la face supérieure de la protubérance 31 ou 31' sont situées l'une en face de l'autre. [0031] Comme visible sur la figure 3, le masque d'encollage 23 comprend en outre des dégagements maximum 36 pour assurer l'évacuation rapide de la colle dans les zones non fonctionnelles à l'encollage. Cette conception allégée du masque 23 le rend très fragile et facilement deformable sous la contrainte. [0032] Par ailleurs, comme cela est montré sur la figure 5, le support 22 comporte un système de centrage 40 dit système de centrage X-Y permettant à une première partie 41 du support 22 portant le masque 23, ici la partie supérieure, de se déplacer par rapport à une deuxième partie 42 fixe, ici la partie inférieure, dans le plan X-Y perpendiculaire à la direction verticale d'encollage DE. Le système 40 permet ainsi d'effectuer un premier centrage du masque 23 par rapport à des strates 21 à encoller de référence. Une fois le réglage effectué, le système de centrage en X-Y est verrouillé en sorte que la première partie 41 est maintenue immobile par rapport à la deuxième partie du support 22 au cours de l'opération d'encollage. [0033] En outre, au moins un système auto-adaptatif 45 est monté entre le support 22 et le masque d'encollage 23 pour permettre au masque d'encollage 23 de s'adapter de manière automatique aux variations dimensionnelles des strates 21. Le système auto- adaptatif 45 autorise ainsi le masque 23 à se déplacer par rapport au support 22 suivant la direction d'encollage DE correspondant à la direction Z, mais aussi dans le plan X-Y perpendiculaire à la direction d'encollage DE. [0034] A cet effet, chaque système auto-adaptatif 45 comporte un ressort 46, par exemple de forme hélicoïdale, monté entre le support 22 et le masque d'encollage 23 sollicitant le masque d'encollage 23 contre une butée 47 dans une position de repos. La butée 47 est constituée par une tête d'une vis 49, ici de forme sphérique, contre laquelle vient en appui le masque d'encollage 23. Le masque 23 présente une ouverture 50 autorisant le passage de la tige 52 de la vis 49 dont l'extrémité libre est fixée à la première partie 41 du support 22. Cette ouverture 50 a un diamètre supérieur à celui de la tige 52. Le ressort 46 est positionné autour de la tige 52 de la vis 49. [0035] De préférence, le ressort 46 est positionné dans un logement 54 assurant son guidage défini par deux cavités ménagées dans une face du masque 23 et une face du support 22 en regard l'une de l'autre. [0036] Au cours du cycle d'encollage, la strate 21 est appliquée contre le masque 23 par le conformateur de préhension 25 afin de l'enduire de colle. Lors de la mise en contact de la strate 21 avec le masque d'encollage 23, le ressort 46 se compresse, ce qui permet au masque 23 d'accompagner la descente de la strate 21. Le masque 23 se dégage alors de la tête cylindrique 47 de la vis et peut alors se déplacer dans le plan X-Y perpendiculaire à la direction d'encollage Z pour s'adapter automatiquement à la forme de la strate 21 lors de la mise en correspondance des pentes complémentaires du profil 27 du masque d'encollage 23 et de la strate 21. [0037] Ce déplacement suivant le plan X-Y est rendu possible par le jeu existant entre la tige 52 et le bord délimitant l'ouverture 50 ménagée dans le masque 23. Dans un exemple de réalisation, le débattement du ou des systèmes auto-adaptatifs 45 pourra par exemple être de l'ordre de 0.5mm dans les trois dimensions de l'espace X, Y et Z. [0038] On note que le positionnement de la strate 21 sur le masque d'encollage 23 est effectué sans contrainte du fait des degrés de liberté offerts par le système auto-adaptatif 45. Cela permet d'éviter de déformer le masque 23 de conception fragile comme cela a été exposé précédemment. [0039] Après encollage et suite à la remontée de la strate 21 encollée, le ressort 46 se décomprime en sorte que le masque 23 se replace en appui contre la tête 47 des vis 49. La forme sphérique des têtes 47 permet de garantir un retour précis du masque d'encollage 23 en position de repos afin de pouvoir assurer le cycle suivant. [0040] De préférence, on utilise quatre systèmes auto-adaptatifs 45 similaires par masque positionnés respectivement à chaque coin. Cela permet ainsi d'assurer une pression uniformément répartie sur l'ensemble de la strate 21 au moment de l'encollage. Il est à noter que le risque d'hyper-statisme n'est pas impactant dans le cas de l'auto- centrage sous des sphères. En effet, le maximum d'erreur d'usinage du système n'excédant pas 0,1 mm, il n'y aura pas d'incidence sur la qualité de l'encollage, le masque 23 s'auto-centrant dès qu'il est libéré du contact des butées sphériques 47. [0041] Bien entendu, l'homme du métier pourra modifier la structure du dispositif d'encollage 20 décrit ci-dessus sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, le ressort 46 pourra être remplacé par tout autre moyen élastique adapté, tel qu'une rondelle ressort. En variante, la direction d'encollage DE pourrait présenter une orientation autre qu'une orientation verticale. Par ailleurs, dans une réalisation plus complexe, le système auto-adaptatif 45 à ressort pourra être remplacé par un système équivalent muni d'un support robotisé apte à déplacer le masque d'encollage 23 de manière à accompagner le déplacement de la strate 21 en fonction de la position relative de la strate 21 par rapport au masque 23 mesurée au moyen de capteurs de position. REVENDICATIONS: 1. Dispositif d'encollage (20) pour procédé de fonderie à modèle perdu, comportant un support (22) et un masque d'encollage (23) monté sur ledit support (22) contre lequel une strate (21) est destinée à venir en appui, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un système auto-adaptatif (45) installé entre le support (22) et le masque d'encollage (23) apte à autoriser un déplacement du masque d'encollage (23) par rapport audit support (22) suivant une direction correspondant à une direction d'encollage (DE) lorsque la strate (21) vient en appui contre le masque d'encollage (23) de manière à accompagner un déplacement de la strate (21) à encoller. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système d'auto-adaptatif (45) est en outre apte à autoriser un déplacement du masque d'encollage (23) par rapport au support (22) dans un plan perpendiculaire à la direction d'encollage (DE) de manière à assurer un centrage automatique du masque d'encollage (23) par rapport à la strate (21) lorsque ladite strate vient en contact avec le masque d'encollage (23). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le système auto- adaptatif (45) comporte un moyen élastique (46) monté entre le support (22) et le masque d'encollage (23) sollicitant le masque d'encollage (23) contre une butée (47), ce moyen élastique (46) étant apte à se compresser pour accompagner un déplacement du masque d'encollage (23) lorsque la strate (21) vient en appui contre le masque d'encollage (23). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la butée (47) est constituée par une tête d'une vis (49). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la tête (47) de la vis (49) présente une forme sphérique. 6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que un diamètre d'une ouverture (50) ménagée dans le masque d'encollage (23) autorisant un passage d'une tige (52) de la vis (49) pour sa fixation sur le support (22) est supérieur au diamètre de ladite tige (52) de la vis (49). 7. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le moyen élastique (46) est positionné dans un logement (54) défini par deux cavités ménagéesdans une face du support (22) et une face du masque d'encollage (23) en regard l'une de l'autre. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le masque d'encollage (23) présente un profil (27) ayant une protubérance (31) située sensiblement en son centre. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que dans le cas d'une pente, le profil (27) comporte également une protubérance (31') ménagée à l'endroit d'une extrémité de la pente la plus basse par rapport au support (22). 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le masque d'encollage (23) présente des dégagements pour assurer une évacuation rapide de la colle dans des zones non fonctionnelles à l'encollage.