Dispositif et procédé de fabrication de moules de fonderie en matériau granulaire

Description

[0001] La présente invention a pour objet un dispositif et un procédé de fabrication, en continu, de moules de fonderie en matériau granulaire.

[0002] La demande de brevet français n° 2 307 596 décrit un châssis de moules de fonderie, dans lequel il est prévu un moyen d'introduction et de récupération du matériau granulaire utilisé. Ce moyen est constitué d'un volume de forme sensiblement tronconique, dont la petite base est munie d'une trappe à travers laquelle on peut introduire le tube de remplissage ; cette trappe est étanche à l'air et reste fermée durant toute la durée d'utilisation du châssis. Après moulage, le vide est cassé, le châssis étant retourné, et la trappe s'ouvre, laissant s'écouler le matériau par gravité.

[0003] Un tel dispositif et une telle méthode ne confèrent, au moulage, que des cadences lentes, car il est nécessaire d'effectuer de nombreuses manutentions. Par ailleurs, la coulée s'effectue avec le moule maintenu dans l'ensemble des deux châssis, ce qui immobilise deux châssis coûteux pour l'obtention d'un seul moule. De même, il est nécessaire d'effectuer deux fois l'opération de mise en forme pour obtenir les parties supérieure et inférieure du moule, cette double opération conduisant à l'obtention d'un moule complet.

[0004] On connaît déjà un dispositif et un procédé permettant de pallier, en partie, à ces inconvénients, tels que ceux décrits dans la demande de brevet français n° 2 618 358. Le dispositif dont il s'agit se distingue des similaires par le fait qu'il est constitué d'au moins deux plaques-modèles, placées dans les logements correspondants d'un support, et d'au moins une plaque d'étanchéité et d'une armature comportant deux faces. Les éléments du support de plaques-modèles et les plaques d'étanchéité sont articulés entre eux. La feuille polymère est unique et correspond à la surface des plaques d'étanchéité et des plaques-modèles.

[0005] Le procédé consiste, pour l'essentiel, à préparer les plaques-modèles dans le support, à mettre en place, sur celles-ci, une enveloppe polymère par thermoformage et aspiration à travers les plaques, à mettre en place les plaques-modèles autour d'une armature comportant, au plus, trois faces, à assurer l'étanchéité entre l'enveloppe polymère et l'armature, par serrage du film entre armature et plaques, ou par placage de celui-ci sur l'armature par gonflage d'un joint, à assurer le remplissage avec du matériau granulaire, à assembler, par soudage, les extrémités de la dite enveloppe, par dessus l'armature supérieure, à mettre sous vide l'espace délimité par l'enveloppe polymère par l'intermédiaire de l'armature, à retirer les plaques et à assembler les mottes, ainsi obtenues, pour la constitution d'empreintes.

[0006] Ce procédé et ce dispositif permettent d'obtenir des mouvements avec des manutentions réduites. Par ailleurs, seules l'armature et l'enveloppe polymère sont utilisées au poste de coulée et l'armature est beaucoup plus simple que les châssis utilisés antérieurement, d'où un investissement assez réduit. De plus, une seule opération permet d'obtenir les deux parties d'un moule, ce qui améliore donc le rendement de près de 50 %. Le procédé est semi-continu, mais la coulée peut être continue, en juxtaposant les mottes. Le nombre de pièces nécessaires est réduit, tout comme le volume de matériau granulaire mis en oeuvre.

[0007] Toutefois, l'utilisation d'une armature à deux faces ne se prête guère à la manutention sur rouleaux et l'importance des courses et des masses à mouvoir limite les performances.

[0008] Le dispositif et le procédé selon l'invention visent à remédier à ces inconvénients en proposant un support de plaques-modèles à caissons coulissants et pivotants, reliés à une source de vide, susceptibles de venir se plaquer contre l'armature, après interposition d'un film polymère, avec placage, en superposition, des extrémités supérieures de celui-ci contre le dessus de l'armature, sous l'effet d'une pression et d'une dépression d'air.

[0009] Le dispositif selon l'invention se caractérise, principalement, en ce que le support de plaques-modèles est constitué, principalement, de deux caissons, à deux compartiments, reliés, chacun, à une source de vide, capables de coulisser et de pivoter l'un vers l'autre, par rapport à un bâti entourant une table vibrante sur laquelle est placée une armature à trois faces, reliée à la source de vide.

[0010] Le grand compartiment de chaque caisson est réalisé aux dimensions d'une plaque-modèle, qui en assure la fermeture par encastrement dans une feuillure prévue à cet effet dans le bord de l'ouverture dudit caisson.

[0011] Le petit compartiment de chaque caisson est entièrement clos et comporte, dans sa paroi située dans le prolongement de la plaque-modèle, des orifices de passage d'air.

[0012] La largeur du petit compartiment est déterminée en fonction de celle de l'armature et correspond environ aux 2/3 de celle-ci.

[0013] Les caissons coulissent et pivotent par l'intermédiaire de deux tourillons, disposés latéralement dans le plan médian de chaque caisson, et de lumières, formant glissières, aménagées à la partie supérieure du bâti.

[0014] L'armature est formée des trois faces d'un parallélogramme rectangle, dont la face supérieure est absente, dont les faces verticales, reliées par une nervure centrale creuse recouverte d'un filtre microperforé, comportent, chacune, outre un dispositif de filtrage, un embout de mise sous vide, muni d'un clapet anti-retour, un tourillon de manutention, un sabot d'appui, pour le bridage sur la table vibrante, et une surface usinée, destinée à servir de référence géométrique aux pièces moulées.

[0015] Le procédé de mise en oeuvre du dispositif selon l'invention se caractérise, principalement, en ce qu'il consiste, après avoir disposé le bâti autour de la table vibrante, à :

• mettre les caissons en position horizontale,
• encastrer une plaque-modèle dans chacune des feuillures des grands compartiments de chaque caisson,
• thermoformer, sur chaque plaque-modèle, un film en matière plastique, débordant par dessus chaque petit compartiment des caissons,
• mettre les deux compartiments de chaque caisson en communication avec la source de vide, par action sur les électrovannes,
• pulvériser, éventuellement, sur la surface de chaque film, un produit anti-adhérent,
• disposer l'armature sur la table vibrante, après avoir écarté, puis fait pivoter les caissons en position verticale,
• plaquer les plaques-modèles contre l'armature, par coulissement des tourillons dans les lumières du bâti,
• solidariser les caissons à la table vibrante, soit directement, soit grâce à un bâti intermédiaire,
• remplir, avec un matériau granulaire, l'espace laissé libre entre les deux plaques-modèles, la table vibrante étant en action,
• mettre le petit compartiment de chaque caisson à la pression atmosphérique, par action sur les électrovannes,
• replier chacune des extrémités du film plastique, qui recouvrait chaque petit compartiment du caisson, contre le dessus de la motte de sable,
• mettre la nervure creuse de l'armature en communication avec la source de vide, pour obtenir la rigidification de la motte,
• couper le vide dans les grands compartiments des caissons par l'intermédiaire des électrovannes correspondantes et reculer ceux-ci afin de libérer l'armature,
• évacuer la motte vers la ligne de coulée, en maintenant l'armature sous dépression,
• ramener les caissons en position horizontale pour un nouveau cycle d'opération.

[0016] Les avantages obtenus grâce à cette invention consistent, essentiellement, en ceci que, grâce à la réduction des courses et des masses en mouvement, les performances sont améliorées. La présence d'une face de fond sur l'armature facilite, par ailleurs, un certain nombre de manutention.

[0017] Les caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va suivre du dispositif mis en oeuvre selon le procédé de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif au regard des dessins annexés sur lesquels :

• la figure 1 représente le dispositif en position initiale, film plastique en place,
• la figure 2 représente la seconde étape du procédé, correspondant au basculement, à la verticale, des plaques-modèles et à la mise en place de l'armature,
• la figure 3 représente la troisième étape du procédé, correspondant au rapprochement des plaques-modèles et au repliage de l'extrémité du film,
• la figure 4 représente la quatrième étape du procédé, correspondant à la libération de l'armature, par recul des plaques-modèles, après constitution de la motte,
• la figure 5 représente une vue en perspective de l'armature.

[0018] Les figures représentent un dispositif de fabrication, en continu, de moules de fonderie en matière granulaire, selon l'invention, comportant un bâti 10 à lumières 11, supportant, par l'intermédiaire de tourillons 31, 41, des caissons 30 et 40 à grands compartiments 32, 42 à feuillures 321, 421, dans lesquelles s'encastrent les plaques-modèles 50, 60, et à petits compartiments 33, 43 à orifices de passage d'air 331, 431 ; les dits caissons étant reliés à une source de vide, respectivement, par des tuyauteries souples 322, 422 et 332, 432 centrales, par des électrovannes 323, 423, 333, 433 ; l'ensemble étant disposé autour d'une armature 70 à faces 71, 72, 73, reliés par une nervure creuse 74 à filtre microperforé 741, mise en communication avec la source de vide par l'intermédiaire d'un embout 75, muni de tourillons de manutention 76, de sabots d'appui 77 et d'une surface usinée 78.

[0019] En examinant plus en détail les figures 1 à 4, on remarque que la mise en position horizontale des caissons 30 et 40 permet un encastrement aisé des plaques-modèles 50 et 60 dans les feuillures 321 et 421 des grands compartiments 32 et 42 et une mise en place facile d'un film polymère 91, 92 sur les plaques-modèles et sur les petits compartiments 33 et 43, à l'aide de la dépression exercée dans l'ensemble des compartiments par l'intermédiaire des tuyauteries souples 322, 422, 332, 432, par action sur les électrovannes 323, 423, 333, 433. La pulvérisation d'un produit sur la surface du film polymère, suivie d'un séchage rapide, sont d'autant facilités par cette présentation horizontale.

[0020] L'existence de tourillons 31 et 41 sur les côtés des caissons 30 et 40 et l'introduction de ceux-ci dans les lumières 11 du bâti 10 permettent, comme le montre les figures 2 à 4, un basculement et un coulissement aisés des caissons 30 et 40 supportant les plaques-modèles 50 et 60, qui permettent leur rapprochement ou leur écartement par rapport à l'armature 70 reposant, par sa base 73, sur la table vibrante 80.

[0021] En examinant plus particulièrement la figure 3, on remarque que, sous réserve d'avoir, préalablement, cassé le vide dans les petits compartiments 33 et 43 des caissons, les extrémités 911 et 921 des films polymères peuvent être rabattues sur la partie supérieure 101 de la motte 100 en matériau granulaire, avec superposition des bords avant application du vide dans la nervure creuse 74 de l'armature par l'intermédiaire des embouts 75, et après mise en fonction de la table vibrante, faisant suite au remplissage de l'intervalle entre plaques-modèles avec du matériau granulaire.

Revendications

1. Dispositif pour la fabrication de moules de fonderie, notamment en matériau granulaire, comportant des plaques-modèles, des plaques d'étanchéité, une armature, au moins une enveloppe polymère, un moyen d'alimentation en matériau granulé, et des moyens de mise sous vide constitués d'au moins deux plaques-modèles, placées dans les logements d'un support, l'armature comportant, au plus, trois faces, caractérisé en ce que le support de plaques-modèles (50, 60) est constitué, principalement, de deux caissons (30, 40) à deux compartiments (32, 42 et 33, 43) reliés chacun à une source de vide, capables de coulisser et de pivoter l'un vers l'autre, par rapport à un bâti (10) entourant une table vibrante (80) sur laquelle est placée une armature (70) à trois faces (71, 72, 73), reliée à la source de vide.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le grand compartiment (32, 42) de chaque caisson (30, 40) est réalisé aux dimensions d'une plaque-modèle (50, 60), qui en assure la fermeture par encastrement dans une feuillure (321, 421) prévue à cet effet dans le bord de l'ouverture dudit compartiment (32, 42).

3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le petit compartiment (33, 43) de chaque caisson (30, 40) est entièrement clos et comporte, dans sa paroi située dans le prolongement de la plaque-modèle, des orifices de passage d'air (331, 431).

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la largeur du petit compartiment (33, 43) de chaque caisson (30, 40) correspond, environ, aux 2/3 de la largeur de l'armature (70).

5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les caissons (30, 40) coulissent et pivotent par l'intermédiaire de deux tourillons (31, 41), disposés latéralement dans le plan médian de chaque caisson (30, 40), et de lumières (11) horizontales, formant glissières, aménagées à la partie supérieure du bâti (10).

6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'armature est formée des trois faces (71, 72, 73) d'un parallélogramme rectangle, dont la face supérieure est absente, dont les faces verticales (71, 72), reliées par une nervure centrale creuse (74) recouverte d'un filtre microperforé (741), comportent, chacune, outre un dispositif de filtrage, un embout (75) de mise sous vide muni d'un clapet anti-retour, un tourillon de manutention (76), un sabot d'appui (77) pour le bridage sur la table vibrante, et une surface usinée (78), destinée à servir de référence géométrique aux pièces moulées.

7. Procédé de mise en oeuvre du dispositif selon les revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il consiste, principalement, après avoir disposé le bâti (10) autour de la table vibrante (80), à :

- mettre les caissons en position horizontale,

- encastrer une plaque-modèle (50, 60) dans chacune des feuillures (321, 421) des grands compartiments de chaque caisson (30, 40),

- thermoformer, sur chaque plaque-modèle (50, 60), un film en matière plastique (91, 92), débordant par dessus chaque petit compartiment (33, 43),

- mettre les deux compartiments de chaque caisson en communication avec la source de vide, par action sur les électrovannes (323, 423, 333, 433),

- pulvériser, éventuellement, sur la surface de chaque film (91, 92), un produit anti-adhérent,

- disposer l'armature (70) sur la table vibrante (80), après avoir écarté, puis fait pivoter les caissons en position verticale,

- plaquer les plaques-modèles contre l'armature, par coulissement des tourillons (31, 41) des caissons (30, 40) dans les lumières (11) du bâti (10),

- solidariser les caissons (30, 40) à la table vibrante (80), soit directement, soit grâce à un bâti intermédiaire (non représenté),

- remplir, avec un matériau granulaire, l'espace laissé libre entre les deux plaques-modèles (50, 60), la table vibrante étant en action,

- mettre les petits compartiments (33, 43) de chaque caisson (30, 40) à la pression atmosphérique, par action sur les électrovannes (333, 433),

- replier chacune des extrémités du film plastique, qui recouvrait chaque petit compartiment du caisson, contre le dessus de la motte de sable,

- mettre la nervure creuse (74) de l'armature en communication avec la source de vide, pour obtenir la rigidification de la motte,

- couper le vide dans les grands compartiments (32, 42) des caissons (30, 40) par l'intermédiaire des électrovannes correspondantes (323, 423) et reculer ceux-ci, afin de libérer l'armature,

- évacuer la motte vers la ligne de coulée, en maintenant l'armature sous dépression,

- ramener les caissons (30, 40) en position horizontale pour un nouveau cycle d'opération.

Claims

1. Device for the production of foundry moulds, made in particular from granular material, comprising pattern-plates, tightness plates, a grate, at least one polymer envelope, a means for supplying granular material, and means for placing under vacuum consisting of at least two pattern-plates, placed in the housings of a support, the grate comprising, at most, three faces, characterized in that the support of the pattern-plates (50, 60) consists, principally, of two boxes (30,40) having two compartments (32, 42 and 33, 43) each connected to a vacuum source, capable of sliding and pivoting one towards the other, relative to a frame (10) surrounding a vibrating table (80) on which is placed a grate (70) having three faces (71, 72, 73), connected to the vacuum source.

2. Device according to claim 1, characterized in that the large compartment (32, 42) of each box (30, 40) is made with the dimensions of a pattern-plate (50, 60), which ensures its closure by means of fitting into a rebate (321, 421) provided for this purpose in the edge of the opening of the said compartment (32, 42).

3. Device according to claim 1, characterized in that the small compartment (33, 43) of each box (30, 40) is entirely enclosed and includes, in its wall situated in the extension of the pattern-plate, air-passage orifices (331, 431).

4. Device according to claim 3, characterized in that the width of the small compartment (33, 43) of each box (30, 40) corresponds approximately to 2/3 of the width of the grate (70).

5. Device according to claim 1, characterized in that the boxes (30, 40) slide and pivot by means of two journals (31, 41) disposed laterally in the median plane of each box (30, 40), and horizontal holes (11), forming slides, worked in the upper part of the frame (10).

6. Device according to claim 1, characterized in that the grate is formed by three faces (71, 72, 73) of a rectangular parallelogram, the upper face of which is absent, and the vertical faces (71, 72) of which, connected by a hollow central rib (74) covered by a microperforated film (741), each comprise, apart from a filtering device, a mouthpiece (75) for placing under vacuum fitted with a non-return valve, a handling journal (76), a support block (77) for clamping on the vibrating table, and a machined surface (78), intended to serve as a geometric reference for the moulded articles.

7. Process for using the device according to claims 1 to 6, characterized in that, after having disposed the frame (10) around the vibrating table (80), it principally comprises:

- placing the boxes in a horizontal position,

- fitting a pattern-plate (50, 60) into each of the rebates (321, 421) of the large compartments of each box (30, 40),

- thermoforming, on each pattern-plate (50, 60), a film of plastic material (91, 92), extending above beyond each small compartment (33, 43),

- placing the two compartments of each box in communication with the vacuum source, by acting on the electro-valves (323, 423, 333, 433),

- optionally, spraying an anti-adherent product onto the surface of each film (91, 92),

- arranging the grate (70) on the vibrating table (80), after having moved away and then pivoted the boxes into a vertical position,

- sticking the pattern-plates against the grate, by sliding the journals (31, 41) of the boxes (30, 40) into the holes (11) of the frame (10),

- integrating the boxes (30, 40) with the vibrating table (80), either directly or by means of an intermediate frame (not shown),

- filling the space left free between the two pattern-plates (50, 60) with a granular material, the vibrating table being in action,

- setting the small compartments (33, 43) of each box (30, 40) to atmospheric pressure, by acting on the electro-valves (333, 433),

- folding each of the extremities of the plastic film, which covered each small compartment of the box, against the top of the mass of sand,

- placing the hollow rib (74) of the grate in communication with the vacuum source, to obtain the rigidification of the mass,

- cutting off the vacuum in the large compartments (32, 42) of the boxes (30, 40) by means of the corresponding electrovalves (323, 423) and moving these back in order to free the grate,

- removing the mass to the casting line, keeping the grate under reduced pressure,

- returning the boxes (30, 40) to a horizontal position for a new operating cycle.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Herstellung von Gußformen insbesondere aus granuliertem Material, bestehend aus Modellplatten, Dichtungsplatten, einer Armierung, mindestens einer Polymer-Hülle, einem Mittel zum Zuführen von granuliertem Material sowie Mitteln zum Unter-Vakuum-Setzen, die aus mindestens zwei Modellplatten bestehen, die in den Aufnahmen eines Halters angeordnet sind, wobei die Armierung außerdem drei Seiten hat, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter der Modellplatten (50, 60) im Prinzip aus zwei Kästen (30, 40) mit zwei Abteilen (32, 42 und 33, 43) besteht, die jeweils mit einer Vakuumquelle verbunden sind und zueinander an einem Gestell (10) gleiten und kippen können, das einen Vibriertisch (80) umgibt, auf dem eine Armierung (70) mit drei Seiten (71, 72, 73) angeordnet ist, die mit der Vakuumquelle verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das große Abteil (32, 42) jedes Kastens (30, 40) mit den Maßen einer Modellplatte (50, 60) ausgeführt ist, die dessen Verschließen durch Einfügen in einen Falz (321, 421) gewährleistet, der hierzu im Rand der Öffnung des genannten Abteils (32, 42) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das kleine Abteil (33, 43) jedes Kastens (30, 40) vollkommen geschlossen ist und in seiner sich in der Verlängerung der Modellplatte befindlichen Wandung Luftdurchlaßöffnungen (331, 431) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des kleinen Abteils (33, 43) jedes Kastens (30, 40) ungefähr 2/3 der Breite der Armierung (70) entspricht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kästen (30, 40) mittels zweier Drehzapfen (31, 41), die seitlich in der mittleren Ebene jedes Kastens (30, 40) angeordnet sind, und mittels waagerechter Langlöcher (11), die Schienen bilden und im oberen Teil des Gestells (10) ausgeführt sind, gleiten und kippen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierung von drei Seiten (71, 72, 73) eines rechtwinkligen Parallelogramms gebildet wird, dessen Oberseite fehlt, und dessen senkrechte Seiten (71, 72), die durch eine zentral angeordnete, von einem mikroperforierten Filter (741) bedeckte Hohlrippe (74) verbunden sind, jeweils neben einer Filtervorrichtung noch einen Vakuumanschluß (75) mit einem Rückschlagventil, einen Haltezapfen (76), einen Tragschuh (77) zum Anflanschen auf dem Vibriertisch und eine bearbeitete Fläche (78), die als geometrische Bezugsfläche für die Gußstücke dienen soll, aufweisen.

7. Verfahren zur Anwendung der Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es im Prinzip darin besteht, nachdem das Gestell (10) um den Vibriertisch (80) herum angeordnet wurde, :

- die Kästen in waagerechte Position zu bringen,

- eine Modellplatte (50, 60) in jeden der Falze (321, 421) der großen Abteile jedes Kastens (30, 40) einzusetzen,

- auf jeder Modellplatte (50, 60) einen Kunststoffilm (91, 92) wärmezuformen, der über jedes kleine Abteil (33, 43) hinausragt,

- die beiden Abteile jedes Kastens durch Einwirken auf die Elektroventile (323, 423, 333, 433) mit der Vakuumquelle zu verbinden,

- ggf. auf der Oberfläche jedes Films (91, 92) ein Trennmittel zu zerstäuben,

- die Armierung (70) auf dem Vibriertisch (80) anzuordnen, nachdem die Kästen auseinanderbewegt und dann in senkrechte Position geschwenkt wurden,

- die Modellplatten durch Gleiten der Drehzapfen (31, 41) der Kästen (30, 40) in den Langlöchern (11) des Gestells (10) an die Armierung anzulegen.

- die Kästen (30, 40) mit dem Vibriertisch (80) fest zu verbinden, entweder direkt oder mit einem Zwischengestell (nicht dargestellt),

- den freigelassenen Raum zwischen den beiden Modellplatten (50, 60) mit einem granulierten Material zu füllen, wobei der Vibriertisch in Betrieb ist,

- die kleinen Abteile (33, 43) jedes Kastens (30, 40) durch Einwirken auf die Elektroventile (333, 433) unter atmosphärischen Druck setzen.

- jedes der Enden des Kunststoffilms, das ein kleines Abteil des Kastens bedeckte, auf die Oberseite des Sandklumpens umzuschlagen,

- die Hohlrippe (74) der Armierung mit der Vakuumquelle zu verbinden, um das Steifwerden des Klumpens zu erreichen,

- das Vakuum in den großen Abteilen (32, 42) der Kästen (30, 40) mittels der entsprechenden Elektroventile (323, 423) zu beenden und jene zurückzubewegen, um die Armierung freizugeben,

- den Sandklumpen zur Gußzeile hin herauszunehmen, wobei die Armierung unter Unterdruck gehalten wird,

- die Kästen (30, 40) für einen neuen Arbeitszyklus wieder in waagerechte Position zu bringen.

Dessins