FR2473943A1

FR2473943A1 - Procede de fabrication de pieces moulees par compression a sec et dispositif pour sa mise en oeuvre

Info

Publication number: FR2473943A1
Application number: FR8101653A
Authority: FR
Original assignee: Buehler Eugen and Hutschenreuther AG
Current assignee: Buehler Eugen and Hutschenreuther AG
Priority date: 1980-01-23
Filing date: 1981-01-22
Publication date: 1981-07-24
Also published as: DE3101236C2; GB2067461A; IT1143293B; DE3101236A1; GB2067461B; JPS56105900A; JPS6216759B2; US4473526A; FR2473943B1; IT8167072A0

Abstract

CE PROCEDE, APPLICABLE A DES MATERIAUX CERAMIQUES, METALLIQUES OU CONTENANT DU CHARBON, QUI SE PRESENTENT SOUS UNE FORME DIVISEE, EST CARACTERISE EN CE QU'IL CONSISTE A CREER UNE DEPRESSION DANS LA CAVITE 8 D'UN MOULE FAIT D'UNE OU DE PLUSIEURS PARTIES, A TRAVERS LA PAROI DE CE MOULE, ET, A L'AIDE DE LA DIFFERENCE DE PRESSION QUI EN RESULTE, A PROPULSER A TRAVERS UN ORIFICE DE CHARGEMENT 11 DANS LADITE CAVITE, TOUT EN LA FLUIDISANT, LA MATIERE A MOULER SOUMISE A UNE PRESSION, PAR EXEMPLE LA PRESSION ATMOSPHERIQUE, ET A L'Y PRECOMPACTER TOUT EN EVACUANT L'AIR QU'ELLE CONTIENT, APRES QUOI LA MATIERE PRECOMPACTEE PNEUMATIQUEMENT SUBIT UNE COMPRESSION POUR ETRE AMENEE A LA FORME ET AUX DIMENSIONS FINALES DE LA PIECE MOULEE.

Description

Le domaine d'application de la présente invention est la fabrication de

pièces moulées par compression à sec d'un matériau divisé à granulométrie fine. On utilise pour cela des matières à mouler aptes à s'écouler, ayant une teneur en humidité généralement inférieure à 2%, qui peuvent contenir encore, le cas échéant, comme additifs,

certains pourcentages de plastifiants ou de liants organi-

ques ou minéraux, et' sont généralement constituées par des matériaux céramiques, oxydes ou cermets, ou par des métaux

ou du charbon pulvérulents. On les comprime dans des pres-

ses mécaniques, hydrauliques ou isostatiques pour obtenir des pièces moulées qu'on utilise, soit à l'état "vert",

comme noyaux céramiques de fonderie, soit dans l'indus-

trie des produits céramiques et réfractaires et dans la métallurgie des poudres comme ébauches qui, par cuisson

ou frittage, donneront des produits finis ou semi-finis.

Lors de la cuisson, du frittage ou du coulage d' agglomérés céramiques comprimés à sec, il se produit entre autres des fissures, des déformations ou des éclatements, qui sont dus principalement à la formation de couches dans les produits comprimés et dont les causes premières sont

essentiellement les inclusions d'air au cours de la com-

pression et une distribution irrégulière de la matière

dans le moule.

Pour éviter les inclusions d'air, il est connu de remplir le moule sous vide et d'y comprimer sous vide la matière à mouler. Mais comme au remplissage la matière à moulée est transférée d'un récipient de dosage plat et mobile, placé dans une enceinte maintenue sous vide, dans la cavité du moule, cette manière de procéder convient le

mieux pour des pièces pressées ayant une épaisseur de pa-

roi uniforme, comme des carreaux ou des dalles (cf. deman-

des de brevet allemand DE-OS 23 03 432 et DE-OS 22 44 698).

Lors du moulage par compression de pièces profilées dont l'épaisseur de paroi n'est pas uniforme, par exemple des assiettes brutes ou des noyaux de fonderie, il faut

par contre veiller à ce que la matière à mouler soit ré-

partie uniformément afin d'éviter la formation de zones ayant un degré de compression à l'intérieur de la pièce moulée. Pour satisfaire cette exigence, un procédé connu prévoit d'utiliser de l'air comprimé pour transférer par soufflage la matière à mouler d'un réservoir jusque dans

la cavité du moule, entre la partie inférieure et la par-

tie supérieure, légèrement soulevée, de ce dernier. Mais

comme il en résulte l'inclusion d'une quantité d'air con-

sidérable, l'opération de compression qui fait suite au remplissage du moule doit s'effectuer en deux étapes, dont

la première sert à refouler à l'extérieur l'air emprison-

né à travers les intervalles qui résultent des tolérances

de fabrication de l'outillage de la presse. Avec cette ma-

nière de procéder, un dégazage suffisant de la matière à mouler est de toute façon problématique (demande de brevet

allemand DE-OS 25 25 085).

Pour le remplissage du moule, on a aussi emprunté une autre voie, qui utilise la force centrifuge. On verse donc la matière à mouler dans un moule rotatif. Mais comme

la force centrifuge varie avec le diamètre, une réparti-

tion uniforme de la matière à mouler n'est pas assurée non plus et surtout pas lorsqu'il s'agit de pièces ayant une section autre que circulaire, munies de nervures, comme des plats à hors d'oeuvre, ou de pièces munies de fentes qui ne sont pas radiales, comme des noyaux de roues de pompes. On peut obtenir une évacuation satisfaisante de 1' air emprisonné dans la matière à mouler et une compression

uniforme de la pièce moulée en utilisant des presses iso-

statiques, à condition de prendre certaines dispositions

préparatoires. Cette manière-de procéder exige non seule-

ment l'emploi de presses isostatiques co teuses, dont les

cadences sont comme on le sait limitées, mais aussi l'uti-

lisation d'une matière à grain dur et soigneusement prépa-

rée et dépoussiérée au cours d'un séchage à pulvérisation, lorsqu'il s'agit de pâtes à porcelaine. Lorsqu'un granulé tendre est comprimé dans une presse isostatique, le grain

est souvent détruit dès le début de la compression. L'éva-

cuation de l'air est alors retardée et, pour obtenir des pièces exemptes de crevasses, il faut que la suite de la compression aseffectue par étapes, ce qui diminue encore le rendement htraire de la presse. Lors de la fabrication de pièces avec des poudres

métalliques conmrimées à chaud sur des presses isostati-

ques, on utilise au contraire des préformes qui, au cours d'une première cc mpression, ont été amenées déjà à 70% au moins de la de usité théorique. Pour obtenir une densité finale uniforme, 1.a poudre métallique est habituellement tassée par vibrage dans un tube enveloppe, puis comprimée

à froid avec le tul'e et, avant d'être placée dans la pres-

se isostatique à chaud, la préforme est soumise à un trai-

tement de finition Liécanique.

Le problème s e pose donc de créer un procédé et un dispositif approprié pour le moulage de pièces de forme compliquée par compression. sec d'une matière divisée apte à s'écouler, procédé et dispositif dans lesquels on

peut transformer en pièces parfaitement exemptes d'inclu-

sion d'air et présentant en tous points un degré de com-

pression uniforme même une matière à mouler à forte teneur de poussière, faite de granules relativement tendres, qui

a des proportions aussi faibles que possible d'agent anti-

friction et de plastifiant, et ce, même lorsqu'il s'agit de pièces dans lesquelles l'épaisseur de paroi n'est pas uniformeoet sans avoir à diminuer par des temps reservés à l'évacuation de l'air la cadence de moulai amkorisée par la capacité de la machine. Ce procédé rs dit pas atre

limité àla transformation de céramiques oxdo*, mais per-

mettre aussi la fabrication de pièces moutil's à partir de cermets aptes à l'écoulement ou de métau et de charbon pulvérulents. Il doit permettre en outre de continuer;

utiliser les presses mécaniques, hydraUliques ou isostati-

ques déjà existentes après une adaptation d'un co t rai-

sonnable aux caractéristiques nouvelles de la manière d'o-

pérer.

24?3943

Ce problème est résolu par l'application du princi-

pe de l'entraînement par le vide au chargement du moule a-

vec une matière à mouler relativement sèche et la compres-

sion de cette matière à l'état désaéré et déjà précomprimé que lui confère ce mode de chargement. Lorsqu'on charge le moule en appliquant ce principe de l'entraînement par le vide, il convient de respecter

divers paramètres si l'on veut obtenir des pièces convena-

blement désaérées et précomprimées. Le degré de précom-

pression, donc le facteur de remplissage du moule, dépend pour une matière donnée essentiellement de la vitesse à

laquelle les particules individuelles de cette matière ar-

rivent dans la cavité du moule. Or cette vitesse n'est pas seulement influencée par la différence entre la pression extérieure et celle qui règne dans la dite cavité, mais encore, et pour une part importante, par la configuration géométrique de cette dernière. Notamment dans les moules

de forme compliquée, cette cavité comporte des zones mor-

tes, plus éloignées de la trajectoire directe des particu-

les, qui correspondent à des zones de compacité réduite

dans la pièce moulée.

Pour éviter la formation de telles zones, la vites-

se à laquelle les particules de matière circulent dans la cavité du moule au cours du chargement de ce dernier doit

être maintenue aussi uniforme que possible. Cette unifor-

mité peut être obtenue en aspirant l'air avec une puissan-

ce qui diffère d'un endroit à l'autre sur l'étendue de la cavité du moule. Il faut donc déterminer pour chaque pièce

à mouler et pour chaque type de matière les points d'aspi-

ration sur le moule les plus favorables suivant la posi-

tion et l'aire de la section.

A cet effet, on utilise avantageusement une encein-

te obturable de façon étanche aux gaz sous pression, qui présente un orifice d'introduction de la matière à-mouler

et à laquelle peut être raccordé un système d'aspiration.

On peut placer dans cette enceinte-un moule qui, pour des raisons d'économie, sera fait d'un matériau peu coûteux et

facile à travailler, comme le bois ou une matière plasti-

que renforcée et, après avoir relié l'orifice de charge-

ment de ce moule à l'orifice d'introduction de l'enceinte, on crée à l'intérieur de cette dernière une dépression qui agit uniformément sur toutes les faces externes du moule. La dépression, qui est créée dans l'enceinte par à-coups ou à une vitesse contrôlable se propage jusque dans la cavité du moule à travers les passages laissés libres par les tolérances de fabrication aux joints entre les parties du mioule et par des orifices d'évacuation de l'air ménagés dans la paroi du moule et munis d'éléments filtrants, par exemple des ajutages à fente auto- nettoyants, et aspire dans cette cavite la matière à mouler sur laquelle agit la pression exterieure. Puis on ramène l'air à sa pression

normale dans l'enceinte, on retire le moule et on l'ouvre.

On peut alors, à l'aide d'un duromètre approprié, vérifier

si la conpacit est uniforme en tous les points de la piè-

ce moulée. Aux endroits du moule correspondant aux points de moindre compacité de la pièce, il suffira de ménager des orifices supplémentaires d'évacuation de l'air, tandis que les orifices placés aux endroits qui correspondent aux

points de compacité excessive sur la pièce peuvent être -

facilement obturés à l'aide d'un ruban auto-adhésif, par-

tiellement on totalement. En renouvellement ces essais de chargement et en exploitant les résultats obtenus, on peut

déterminer, non seulement la disposition optimale des ori-

fices d'évacuation d'air dans le moule, mais aussi les va-

leurs les plus favorables pour créer le vide dans la cavi-

té du moule, en ce qui concerne la durée et le degré de ce vide, la dimension et la configuration de l'orifice d'

introduction de la matière à mouler, la nécessité éven-

tuelle et l'aptitude à l'emploi d'un organe de fermeture

pour cet orifice et le mode d'amenée de la matière à mou-

ler jusqu'à l'orifice de chargement.

Lors de recherches effectuées avec divers types de matière à mouler, on a constaté que la construction de la

pièce avec les particules de matière aspirées dans la ca-

vite du moule progresse sous une forme à peu près hémi-

shpérique de la périphérie vers l'orifice de chargement.

Comme valeur empirique pour une disposition généralement

favorable des orifices d'évacuation de l'air, on a consta-

té l'existence d'une relation dite "des sixièmes". Suivant cette relation, 3/6 de la surface d'aspiration effective résultant de la présence des fuites aux joints entre les

différentes parties du moule et de celle des orifices d'é-

vacuation de l'air dans la paroi du moule sont prévus dans la zone de paroi qui entoure le 1/6 du volume de la cavité situé le plus loin de l'orifice de chargement. 2/6 de la surface d'aspiration sont répartis, en diminuant à mesure qu'on se rapproche de l'orifice de chargement, entre les zones de paroi qui entourent les 2/6 suivants du volume

de la cavité du moule tandis que le dernier 1/6 de la sur-

face d'aspiration est prévu dans la zone de paroi qui en-

toure les derniers 3/6 du volume de la cavité, les plus

proches de l'orifice de chargement.

Cette règle n'est pas rigide; elle reste soumise à l'influence de la configuration de la cavité du moule et

surtout des propriétés physiques de la masse à mouler.

Lorsqu'on charge dans le moule des matières de faible den-

sité et perméabilité aux gaz, par exemple des terres à porcelaine tendres, à forte teneur de poussières, il est

le plus souvent nécessaire de répartir la surface d'aspi-

ration effective davantage sur toute la surface qui déli-

mite la cavité du moule. Lorsqu'on traite des granulés mé-

talliques relativement lourds et qui présentent une forte perméabilité aux gaz, une aspiration plus puissante dans

les zones périphériques est par contre possible.

On aboutit ainsi finalement à une pièce moulée uniformément précomprimée et qui peut, sous réserve d'une résistance mécanique suffisamment grande de la matière ainsi comprimée à l'état "cru", être placée directement

dans l'outillage d'une presse mécanique ou hydraulique.

Mais, d'une manière générale, on transpose aux métalliques les enseignements tirés des moules en bois ou en matière

plastique et l'on charge aussi ces moules par dépression.

Ceci a pour effet, non seulement d'accélérer la cadence,

mais aussi, suivant le type de presse utilisé, de permet-

tre la compression de la pièce précomprimée pneumatique-

ment en maintenant encore le vide créé lors du chargement

dans la cavité du moule.

Il est avantageux pour cela d'utiliser des disposi-

tifs qui présentent, prises individuellement ou groupées,

des caractéristiques qui font l'objet des revendications

13 à 31 et permettent la mise en oeuvre du procédé carac-

térisé dans les revendications 1 à 12.

De toute façon, l'invention sera bien comprise à I'

aide de la description qui suit, en référence au dessin

schématique annexé, représentant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution de ce dispositif: Fig. 1 est une vue en coupe verticale d'un moule placé dans une enceinte étanche et servant au moulage d'

un corps en forme de solide de révolution muni de nervu-

res, en l'occurrence un isolateur; Fig. 2 est une vue en coupe verticale d'un moule à compression pour un tube réfractaire destiné à être utilisé en grandes quantités comme revêtement intérieur de cheminées ou comme tube de coulée lors de l'élaboration

de l'acier et qui était obtenu jusqu'ici à partir de char-

ges de chamotte ayant une teneur d'humidité comprise entre 14 et 16%; Fig. 3est une vue en coupe verticale d'un moule à

compression pour un plat à compartiments, obtenu par a-

daptation d'un moule isostatique déjà existant au procédé selon l'invention; Fig. 4 est une vue en coupe verticale représentant

une variante du moule de fig. 3.

Le dispositif représenté à la figure 1 comporte une

enceinte 1, qui peut être fermée de façon étanche aux flui-

des sous pression par une porte rabattable 2 et qui est mu-

nie sur le côté d'une tubulure d'aspiration 3, laquelle

fait communiquer l'intérieur de l'enceinte, par l'intermé-

diaire de moyens de régulation pneumatiques non représen-

tés, avec un système d'aspiration, par exemple un réser-

voir à dépression de grandes dimensions, dans lequel on a fait le vide à l'aide d'une pompe à anneau liquide. Un indicateur de pression 4, par exemple du type enregistreur,

permet de surveiller les conditions de pression et de dé-

pression à l'intérieur de l'enceinte. Le fond de cette

dernière est traversé de façon étanche par la tige de pis-

ton d'un appareil élévateur 5 servant au déplacement verti-

cal d'un plateau 6, dont la face supérieure est, ainsi que

la face interne de la paroi supérieure de l'enceinte, mu-

nie de nervures ou d'un treillis de fil de fer. Sur la ta-

ble 6 repose un moule constitué de plusieurs parties 7a,

7b, en l'occurrence un moule en trois parties, dont la ca-

vité reproduit un corps en forme de solide de révolution

et muni de nervures. Les deux parties latérales 7a du mou-

le, qui entourent la cavité 8 de celui-ci et présentent des canaux d'évacuation de l'air 15, sont montées dans un évidement conique de la partie inférieure 7b. Elles sont maintenues assemblées à leur partie supérieure par une

couronne conique de métal.

Le moule est déplacé vers le haut par l'appareil é-

lévateur 5 et appliqué contre la paroi supérieure de l'en-

ceinte de façon que la partie supérieure de la cavité 8, qui débouche dans un orifice de chargement 9, communique avec l'intérieur d'un embout de chargement interchangeable

monté dans lazperoi supérieure de lienceinte et qui dé-

finit un orifice d'entrée 11, et ce, tout en étant isolé de façon étanche à l'air du reste de l'espace intérieur de l'enceinte. L'orifice d'entrée il peut être fermé par un

obturateur non représenté, par exemple une soupape à ti-

roir, un obturateur de caoutchouc à lèvre jouant le rôle d'un clapet antiretour ou encore, lorsqu'on moule des poudres ferromagnétiques, une bobine toroldale alimentée

en courant continu commutable.

Au-dessus de l'embout de chargement 10 est monté

un réservoir 12 de matière à mouler, avantageusement con-

formé en trémie, dont la paroi est munie dans sa partie in-

férieure d'orifices munis d'éléments filtrants 13 pour le passage de l'air. Ces orifices permettent l'entrée de 1' air de fluidisation vers la matière à mouler aspirée vers la cavité du moule et ils peuvent, le cas échéant, être

obturés facilement au moyen d'un film auto-collant.

Le réservoir 12 peut contenir une quantité de ma-

tière à mouler supérieure au volume de la cavité du moule.

Mais il peut aussi servir de dispositif collecteur et de guidage pour une portion de matière qui est amenée à 1' orifice d'entrée 11 à partir d'un dispositif de dosage 14, par exemple un doseur à roue cellulaire, ou manuellement, par gravité. Enfin, le réservoir 12 peut être une tête de

chargement par surpression connue en soi.

Avant la mise en route du dispositif, il faut tout d'abord que l'orifice d'entrée soit adapté, en grandeur et en forme, à la matière à mouler. Pour cela, on choisit un embout de chargement muni d'un orifice calibré à travers lequel ôLa matière ne peut s'écouler ni avant, ni après le

chargement du moule, lorsque la pression est équilibrée.

Il faut aussi choisir le cas échéant une tête de charge-

ment munaie d'un obturateur adapté à la matière à mouler.

L'embout de chargement 10 est vissé dans la paroi supérieure de l'enceinte 1 et un moule, muni d'orifices d'évacuation de l'air percés dans sa paroi dans les zones qui, par expérience, correspondent aux zones de moindre compacité de l'objet moulé, et d'éléments filtrants dans les dits orifices, est posé sur le plateau 6 et, à l'aide

de l'appareil élévateur 5, appliqué contre la paroi supé-

rieure de l'enceinte. Une zone étroite de la paroi supé-

rieure du moule vient alors s'appliquer de façon étanche

à l'air contre la face inférieure de l'embout de charge-

ment 10, autour de l'orifice d'entrée 11. On ferme ensui-

te la porte 2 de l'enceinte et l'on fait agir les moyens de régulation pneumatiques pour que l'air soit aspiré de façon contrôlée à travers la tubulure 1* La dépression qui se crée alors dans l'enceinte 1 agit sur toutes les faces

externes du moule, donc non pas seulement sur ses faces la-

térales, mais aussi sur ses faces supérieure et inférieure;

elle se propage donc jusque dans la cavité du moule à tra-

vers les orifices d'évacuation formés dans la paroi de ce-

lui-ci, qui débouchent dans les dites faces. Par suite de

la différence de pression qui s'établit alors entre la ca-

vité du moule et l'extérieur, la matière à mouler préala-

blement placée dans le réservoir 12 ouvert sur l'extérieur est projetée dans la cavité du moule plus ou moins par

à-coups, suivant la vitesse à laquelle la dépression s'é-

tablit et la grandeur de l'orifice d'entrée, et elle y est

à la fois précomprimée et désaérée.

Puis, à l'aide des moyens de régulation précités, on met fin à la dépression à l'intérieur de l'enceinte et, lorsqu'il y a équilibre de pression, on ouvre la porte 2

et on retire le moule.

On peut, en examinant l'objet moulé, faire des dé-

ductions relatives à l'aptitude de la matière à mouler à

ce mode de chargement et sur la nécessité de prévoir éven-

tuellement dans différentes zones de la paroi du moule d'

autres orifices de sortie de l'air ou de modifier ceux dé-

jà existants, suivant le cas.

On peut augmenter l'aptitude au chargement de la masse à mouler en la fluidisant par mélange avec de l'air en cours de chargement. A cet effet, on ouvre les ajutages à fente qui avant été obturés par un ruban adhésif dans la partie inférieure du réservoir 12, de sorte que de 1'

air est automatiquement aspiré avec la matière à mouler.

Cet effet de fluidisation peut être encore renforcé lors-

que la matière n'est pas stockée préalablement dans le réservoir, mais arrive par gravité en quantité dosée à 1'

orifice d'entrée.

Aux endroits qui correspondent aux zones de compa-

cité réduite de la pièce moulée, on perce dans la paroi du moule d'autres orifices d'évacuation de l'air et on les munit d'ajutages à fente, jusqu'à ce qu'on obtienne une compacité uniforme satisfaisante en tous les points de la il

pièce. Les résultats ainsi obtenus empiriquement sont ex-

ploités et avantageusement transposés à un moule métalli-

que dans lequel les pièces précomprimées subissent une

compression supplémentaire mécanique ou hydraulique.

Le moulage de pièces par compression dans le dispo-

sitif qui vient-d'être décrit est, en raison du temps né-

cessaire pour placer le moule dans l'enceinte, fermer la porte de celleci et retirer le moule après chargement et compression, limité généralement aux petites séries et aux cas dans lesquels l'air doit être aspiré aussi à travers la paroi supérieure du moule dans les zones "mortes", qui correspondent à des dépouilles situation qui se présente

quelquefois lors du moulage de noyaux de fonderie en céra-

mique. Pour les grandes séries, on utilisera les enseigne-

ments tirés de ce dispositif en ce qui concerne la disposi-

tion et la grandeur des orifices d'évacuation de l'air, la durée et le degré de la dépression, et le mode d'amenée de la matière à mouler à l'orifice d'entrée, pour réaliser un

îUcpC;sitîf qui permet de travailler à une cadence plus ra-

pide.

Les figures 2 et 3 représentent des exemples d'un

tel dispositif. Le moule représenté à la figure 2 est for-

mé de deux parties tubulaires disposées concentriquement l'une à l'intérieur de l'autre, qui sont dressées sur un socle contenant des canaux d'évacuation d'air 15 munis d' éléments filtrants a3 et définissent entre eux la cavité 8 du moule, c'est-à-dire l'empreinte en creux de la pièce à mouler. Sur la face supérieure de ces parties tubulaires

est posée une tête de chargement constituée par un réser-

voir 12 en forme de trémie, ouvert à sa partie supérieure, pour la matière à mouler, qui est traversé verticalement en son milieu par une tubulure d'aspiration i et présente, en raison de la section en forme de couronne circulaire

de la cavité 8, un orifice de chargement 11 de forme annu-

laire.

Lorsqu'on aspire l'air à travers la tubulure 2, le vide ainsi créé se propage à travers la chambre 16 définie par la face interne de la partie tubulaire intérieure, les

canaux 15 et les éléments filtrants 1 jusque dans la cavi-

té 8 du moule et, par l'orifice de chargement 11, qui peut être éventuellement divisé en un certain nombre d'orifices disposés en cercle, la matière à mouler se déverse dans la

* cavité 8 et la remplit. La matière à mouler, qui est cons-

tituée pour l'essentiel de chamotte en grains mélangée à une faible proportion de liant à l'argile, est alors si fortement compactée, qu'après avoir retiré la tête de char gement, la partie centrale du moule, formée par les deux éléments tubulaires, peut être décollée du socle et amenée à une presse sans qu'elle tombe de la cavité S. Dans cette presse, elle est comprimée à l'aide d'un poinçon de forme annulaire et la pièce obtenue est éjectée de la partie centrale du moule, après quoi les éléments tubulaires et

la tête de chargement sont de nouveau assemblés pour le cy-

cle de travail suivant.

Lors du moulage de tubes de chamotte de forme plus courte et plus trapue, comme ceux utilisés comme éléments de protection sur les fermetures des poches de coulée, Il aspiration de l'air à travers le socle suffit pour obtenir

une précompression suffisamment uniforme de la pièce mou-

lée. Pour le moulage de longs tubes à paroi peu épaisse,

comme ceux utilisés pour le revêtement intérieur de che-

minées, une aspiration supplémentaire de l'air à travers l'élément tubulaire intérieur conformément à la règle des

"sixièmes" expliquée au début du présent mémoire peut ê-

tre nécessaire. Toutefois, étant donne que par suite du coulissement de la pièce moulée lors de son éjection la présence d'ajutages à fente traditionnels dans la paroi de l'élément tubulaire peut être gênante, les orifices d'évacuation de l'air prévus dans cet élément sont donc avantageusement munis de pièces rapportées en métal poreux fritté, dont la surface exposée est mise par meulage à 1'

alignement de celle du moule. Le colmatage qui peut se pro-

duire avec le temps par suite de la présence de poussières séparées par aspiration de la matière à mouler est traité

par rinçage à contre-courant au moyen d'air comprimé.

Pour augmenter la capacité de production, on peut grouper plusieurs des moules décrits en un moule multiple lorsque la capacité de la presse le permet. Le processus de chargement et de compression peut aussi être mécanisé à l'aide d'un tourniquet ou d'un plateau tournant ce qui

permet d'augmenter encore davantage la production horaire.

Le moule représenté à la figure 3 est constitué par

une partie inférieure, qui peut être empruntée pratique-

ment sans aucune modification à une presse isostatique

connue et déjà existante pour le moulage de plats à com-

partiments. Cette partie inférieure de moule possède une membrane 18 faite d'une matière plastique analogue au

caoutchouc et tendue dans un élément rapporté 17. Cet élé-

ment et la membrane sont immobilisés A l'aide d'une cou-

ronne m et de vis 20 dans une partie 21 du carter de moue le. La face de la membrane qui est tournée vers l'élément rapporté peut être soumese à l'action d'un fluide sous pression arrivant par mn canal 22a ménagé dans la partie

de carter 21, par des canaux 23 formés dans l'élément rap-

porté i7, qui îibcthent en des endroits prédéterminés de la membrane, puis sortant par un autre canal 22b de la

partie de carter 21. Une partie supérieure de moule peut être appliquée de façon étanche sur la

partie inférieure,'mais peut en être séparée par pivotement ou en la soulevant. Selon 1' invention, elle est conformée en tête de chargement. Elle comporte un élément cylindrique 24, qui s'embofte dans un

évidement correspondant de la partie de carter 21 et repo-

se par une bride annulaire sur la face en bout d'un pro-

lcngement cylindrique de celle-ci. Dans un évidement dont la forme correspond au contour de la pièce â mouler est monté verticalement déplaçable un poinçon 25, dont la face tournée vers la membrane délimite avec cette dernière la

cavité du moule 8. Un piston annulaire 26 est monté verti-

calement déplaçable dans l'élément cylindrique 24; il est soumis à l'action d'un fluide sous pression sur ses deux faces. Ce fluide arrive d'une part par un canal 22c formé dans l'élément cylindrique 24 et, de l'autre, par un canal

22d ménagé dans un couvercle annulaire B7. Par l'intermé-

diaire de tiges coulissantes 28, ce piston 28 commande le déplacement vertical du poinçon 25. Sur la face de ce poin- çon éloignée de la cavité 8 du moule est monté par bride

un réservoir 12 pour la matière à mouler; la partie infé-

rieure cylindrique de ce réservoir traverse, comme les tiges coulissantes 28, une chambre 16 définie entre le poinçon et la paroi arrière de l'élément cylindrique 24, chambre dans laquelle débouche latéralement une conduite

d'air 29.

Des joints d'étanchéité interposés entre les faces de glissement des tiges 28 et de la partie inférieure du réservoir 12 et l'élément cylindrique 24 empêchent l'huile

et l'air de s'écouler en direction de la chambre 16. Un-

orifice de chargement 11fait communiquer la cavité du mou-

le avec le réservoir 12 ouvert à sa partie supérieure et

permet l'entrée de la matière à mouler dans la cavité 8.

La grandeur de cet orifice de chargement est soigneusement adaptée aux propriétés de la matière à mouler, afin que,

d'une part, le franchissement de cette dernière ne rencon-

tre aucun obstacle et que, d'autre part, avant le charge-

ment ou lorsque la partie supérieure du moule est soulevée, la matière ne s'écoule pas de façon inopportune, ou, lors

de la compression, ne puisse refluer.

Pour pouvoir adapter facilement et rapidement le dis-

positif à un autre type de matière à mouler, un embout de chargement interchangeable 10 est enfoncé dans la partie inférieure cylindrique du réservoir, il traverse en partie le poinçon 25 et présente l'orifice de chargement Il qui débouche dans la cavité du moule. Cet embout est conformé de façon à pouvoir recevoir un obturateur, en l'occurrence

un obturateur à lèvre en caoutchouc jouant le rôle de cla-

pet anti-retour qui ouvre automatiquement à partir d'une pression différentielle déterminée-dans un sens, tandis

que dans l'autre sens il reste fermé et résiste aux pres-

sions, Le vide peut être fait dans la cavité 8 du moule; l'air sort en direction de la chambre 16 par les espaces libres par le jeu de forctionnement entre le poinçon et les faces de l'él.ément cylindrique 24 contre lesquelles il.1 coulisse et surtout par les orifices d'évacuation 15 pr6vus dans le poinçon 25, dans lesquels des éléments filtrants l empéchent la matière à mouler de sortir en direction de la chambres Mis on peut utiliser aussi un la poinçon fait partiellement ou en totalité d'un métal poreux fritté.

La partie suprieure de moule qui vient d'être dé-

crite remplace le doseuer de matière A mouler abaissé par pivotemenrt sur la partie inftérieure de moule. La conduite a est raccordee A un système de commande pneumatique non

représenté, qui permet d'établir une communication de du-

re réglable entre la chambre 16 et une installation pour

faire le vide, par exemple un réservoir à dépression asso-

cie a une pompe A vide à anneau liquide, une source d'air

comprime ou 1 'atmospeère. Les canaux 22c et 22d sont rac-

cordes A un appareil de commande hydraulique approprié.

La presse isostatique ainsi adaptée fonctionne de la manière suivante: On charge de la matière à mouler dans le réservoir ' puise on bas$cle la tête de chargement sur la partie

inférieure du moule et on l'abaisse sur cette dernière.

Puis à l'aide d'un fluide sous pression introduit ou re-

tiré par les canaux 22c, 22d, on règle le poinçon 25 à une hauteur qui détermine l'épaisseur de paroi du futur objet

précomprimé. Cette épaisseur de paroi est légèrement supé-

rieure à celle de l'objet moulé final, après la compres-

sion dans la presse, et elle est déterminée expérimentale-

ment, Les valeurs trouvées peuvent être marquées sur le ré-

servoir 12 qui se déplace avec le poinçon 25 et être réa-

lisées automatiquement au moyen de l'appareil de commande hydraulique. uFais, par l'intermédiaire de l'appareil de

commande pneumatique, on met la chambre 16 en communica-

tion avec les moyens d'aspiration et l'on fait le vide par

à-coups. La dépression se propage par le jeu entre le poin-

çon et l'élément cylindrique et par les orifices 15 dans le poinçon jusque dans la cavité 8 du moule. La différence de pression entre l'extérieur et l'intérieur du moule a pour effet de refouler la matière à mouler du réservoir 12 dans la cavité à travers l'orifice de chargement 11-et de remplir cette dernière. Alors que la chambre 16 est encore sous dépression, la matière est comprimée dans la cavité du moule au moyen du fluide sous pression envoyé par une pompe dans le canal 22a et elle prend la forme de la pièce désirée. Cette compression peut avoir lieu sur un seul côt té au moyen de la membrane 18, mais elle peut avoir lieu

aussi sur les deux côtés, si l'on introduit aussi du flui-

de sous pression par la conduite 22d.

Peu avant; que la pression de compactage cesse, on fait cesser la dépression et, à l'aide de l'appareil de commande pneumatique, on crée une légère surpression dans

la chambre -6. Cette légère surpression a le double avanta-

ge de faciliter le "décollage" du poinçon et d'empêcher

la matière contenue dans le réservoir de tomber sur la piè-

ce moulée à travers lVorifice de chargement 11. On sépare ensuite la tête de chargement de la partie Inférieure du

moule et on la bascule vers leentérieur.

La pièce brute de moulage peut présenter à sa sur-

face des marques formées par les Empreintes des éléments filtrants, ainsi qu'une cârotte-à l'endroit de l'orifice

de chargement. Si ces défauts de surface ne sont pas tolé-

rables comme, en l'occurrence, dans un plat à comparti-

ments dont la face de travail est celle tournée vers le poinçon, on bascule alors sur la partie inférieure du moule la partie supérieure à paroi lisse qui existe sur la presse utilisée et l'on comprime la pièce moulée à la

forme initiale. Si l'on utilise un moule entièrement nou-

veau, il faut mouler le plat en position renversée, de

façon que l'orifice de chargement Il et les éléments fil-

trants 13 viennent en regard de la face inférieure du fu-

tur plat.

L'invention n'est pas limitée aux formes d'exécu-

tion décrites en référence au dessin annexé. Sans dépas-

ser la portée des revendications, le procédé selon l'inven-

tion permet de fabriquer de façon avantageuse par compres- sion de nombreuses pièces moulées jusqu'ici d'autre manière dans un matériau céramique oxydé pour des objets dont les ébauches sont actuellement moulées par coulée ou obtenues en moulant par cpmpression des mélanges plastiques humides,

par exemple des bougies d'allumage, de la vaisselle de por-

celaine, des noyaux céramiques pour le moulage de l'acier par coulée, des pièces d'usure céramiques réfractaires sur des fermetures de poches de coulée ou de fours de fusion, des mat6r:laux J'usure réfractaires pour aciéries, tels que briques de ca-neaux et autres éléments similaires, mais il permet aussi de mouler par compression des cermets et des poudres métaliques pour former des pièces utilisées comme ébauches dans la métallurgie des poudres. Les variantes

des îr!ti; d'exécution décrîtes qui résultent de la confi-

2Q euration des objets à mouler ou de la mécanisation du char-

gement du moule et/ou de la compression de la matière mou-

i6e sont revendiquées confie faisant partie de l'invention

dans la mesure ou cela est compatible avec le texte des re-

vendications. Le phénomène ci-après a une importance essentielle pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention:

Lorsque la matière a mouler est aspirée dans la ca-

vité du moule, les orifices ou autres passages par lesquels

l'air est aspiré pouar produire la dépression risquent d'ê-

tre obturés par les particules de matière qui arrivent les premières dans la cavité au début du chargement du moule,

ce qui peut gêner, voire empêcher la suite de l'aspiration.

Ce risque est particulièrement grand lorsqu'on moule une matière dont les particules pduvent être détruites lorsqu' elles viennent frapper avec une vitesse élevée les zones de la face interne du moule qui délimitent les ouvertures d'aspiration. Ceci est particulièrement le cas lorsqu'on utilise comme matière à mouler des céramiques séchées par pulvérisation.

On a donc prévu dans le cadre de l'invention d'in-

troduire les particules de matière à mouler, au moins au début du chargement du moule, de telle manière que le col- matage des ouvertures par lesquelles l'air est aspiré pour

créer la dépression soit évité et que la suite de l'aspira-

tion ne soit pas gênée.

Lorsqu'il est dit ici que le colmatage des ouvertu-

res d'aspiration doit être évité au début du chargement du moule, il faut considérer ce qui suit: Une fois que les particules de matière à mouler se sont déposées dans la zone des ouvertures d'aspiration de

manière à former un ensemble relativement poreux, qui lais-

se sortir l'air aspiré, des paquets filtrants d'une surfa-

ce relativement grande protègent les dites ouvertures, de sorte que le risque de colmatage est évité même si, dans

la suite du chargement du moule, il se produit un tasse-

ment plus serré des particules. Pour cette raison, il est

particulièrement important d'éviter au début même du char-

gement du moule les colmatages susceptibles de gêner l'as-

piration. On peut empêcher de tels colmatages en réglant la vitesse de l'impact des particules de matière contre les

zones de paroi qui délimitent les ouvertures d'aspiration.

Une première possibilité d'agir sur la vitesse d' impact des particules de matière aux points d'aspiration consiste à introduire de l'air parasite dans la conduite d'aspiration ou à étrangler l'écoulement de l'air évacué dans cette même conduite, au moins au début du chargement

du moule. Ces mesures provoquent une diminution de la vi-

tesse d'entrée des particules dans la cavité du moule.

Après cette phase initiale lente, on interrompt 1' arrivée de l'air parasite ou le freinage de l'écoulement

de l'air évacué, suivant le cas. Pendant la suite du char-

gement, plus rapide, la résistance à l'écoulement de l'air augmente très vite, de sorte que pour cette raison aussi il convient d'arrêter l'écoulement de l'air parasite ou 1' étranglement du courant d'air évacué jusqu'A la fin du chargement.

Une possibilité supplémentaire d'éviter un colmata-

ge indésmirable des orifices d'aspiration par la matière A mouler consiste a intreduire les particules de matière dans la cavité du moule en leur donnant à leur entrée une

direction qui ne conduit pas directement aux points d'as-

piration. Lorsque les particules subissent, après leur en-

tree, une ou plusieurs déviations et/ou un ou plusieurs ehocs, loiur vitesse d'impact aux points d'aspiration est

g6néralerent si réduite qu'il ne peut se produire de col-

rmataaes des ocxriertures d'aspiration susceptibles de gêner

l'évaouation de l 'air hors de la cavité.

,Lorsque la matiîre A mouler est formée de grains séparés qui risquent de se fragmenter, il faut veiller A ce que cee grains ne soient pas détruits par leur impact

contre les surfeces qui délimitent les ouvertures d'aspira-

tiom, et lotatmrent à ce quail ne se produise pas une frag-

2( mentatîon des grains de plus grandes dimensions, car cela

aurait pour effet de diminuer la porosité des accumula-

tions de grains aux points d'aspiration et de créer ainsi un risque de colmatage. Ce sont précisément les gros grains qui maintiennment une certaine porosité dans les accumulations granuleuses aux points d'aspiration, de sorte que lorsque la matière A mouler est faite de grains individuels de grandeurs différentes, la vitesse d'impact aux points d'aspiration doit être réglée de façon qu'au moins une partie des grains de dimensions relativement

grandes échappe à la fragmentation.

Pour que les grains de la matière A mouler ne puis-

se pénétrer dans les ouvertures d'aspiration elles-mêmes, il est d'une importance considérable que ces ouvertures, au moins dans une dimension linéaire de leur section,

soient plus petites que la grande majorité des grains con-

sidérés dans leur dimension linéaire correspondante.

Il convient de reparler ici des matières céramiques séchées par pulvérisation. Elles ont pour le procédé selon

l'invention une importance particulière due au fait qu'el-

les ont une très bonne aptitude à l'écoulement et convien-

nent donc particulièrement bien pour l'obtention d'une ré-

partition uniforme et donc d 'une compacité régulière du corps moulé sur l'ensemble de son volume. Par contre, ces

matières céramiques séchées par pulvérisation sont extré-

ment sensibles aux risques de fragmentation lorsqu'elles

viennent heurter à une vitesse élevée la paroi de la cavi-

té du moule. Leurs grains sont en effet pour la plus gran-

de part des billes creuses et il y a donc un risque cer-

tain que ces billes se désagrègent à l'impact contre les

zones de la paroi de la cavité qui entourent les ouvertu-

res d'aspiration et provoquent alors un colmatage de ces dernières avec pour conséquence, qu'après un début de chargement du moule dans la zone des points d'aspiration, le reste du chargement ne peut avoir lieu ou ne,présente pas l'uniformité nécessaire de répartition de la matière

dans l'ensemble de la cavité du moule.

Lors du moulage d'objets en céramique, par exemple

de pièces de vaisselle, la section de l'orifice de charge-

ment ne peut avoir n'importe quelle grandeur, car, si elle

est trop grande, la forme de l'objet moulé n'est plus dé-

finie à cet endroit et des retouches deviennent nécessai-

res. Il se pose donc un problème de remplissage de la ca-

vité du moule et ce, notamment lorsque la section de l'ori-

fice de chargement est relativement petite. Dans ce cas précisément, la vitesse d'introduction de la matière est particulièrement grande et il faut d'autant plus veiller

à ce qu'il n'en résulte pas une vitesse d'impact trop éle-

vée des particules de matière aux points d'aspiration.

Les explications ci-dessous constituent une illus-

tration de ces considérations appliquées à la forme d'

exécution représentée à la figure 3.

La conduite 29 d'évacuation de l'air est supposée

être raccordée à un récipient à dépression d'un grand vo-

lume, par-exemple 2 m3, lequel est lui-même raccordé à une

pompe à vide. Lorsque le moule est fermé, comme à la figu-

re 3, on déverse tout d'abord dans le réservoir 12 une por-

tion de matière à mouler qui correspond à peu près à la

quantité nécessaire pour le remplissage de la cavité 8.

Lorsque cette cavité 8 est mise en communication avec le récipient à dépression par la conduite 29, par exemple en ouvrant un robinet, la matière à mouler qui se trouve dans le réservoir 12 et qui est apte à s'écouler est aspirée

dans la cavité.

L'aspiration de l'air contenu dans la cavité 8 s' effectue d'une part à travers les ajutages 13 prévus dans le poinçon M et, d'autre part, à travers le mince passage

libre entre le dit poinçon 23 et l'élément cylindrique 24.

Comme on peut le voir aisément, la vitesse à laquelle les particules de matière viennent frapper les ajutages 13 du

poinçon 25 et les races qui délimitent l'espace libre an-

nulaire entre le poinçon et l'élément cylindrique dépend de la vitesse d'entrée de ces particules dans la cavité 8 du moule. Pour diminuer cette vitesse d'impact au moins au début de cette opération de chargement, il est possible d' interposer un robinet étranglant entre la cavité 8 et le récipient à dépression auquel elle est raccordée par la conduite 29, robinet qui. permet de ralentir tout d'abord l'établissement du vide dans la cavité.Les particules de matière viennent donc, au début du chargement du moule, frapper à une vitesse relativement faible les ajutages 13 du poinçon 25 et les zones qui délimitent l'espace étroit laissé par le jeu de fonctionnement entre le poinçon 25

et l'élément cylindrique 24. Il se forme donc à ces en-

droits des coussins poreux filtrants avec les grains de la matière à mouler. Si cette matière est un granulat dont les grains se désagrègent facilement, il faut veiller à ce que ceux-ci ne soient pas fragmentés par leur impact aux points d'aspiration et en particulier que les éléments les

plus gros du spectre granulométrique ne soient pas dé-

truits. Une modération de l'impact des particules de ma-

tière aux points d'aspiration 1 dans le poinçon 25 et dans l'espace annulaire laissé libre entre le poinçon 25 et l'élément cylindrique 24 est favorisée encore par le

fait que la direction suivie par les particules- en péné-

trant dans la cavité à travers l'orifice de chargement 11 ne les mène pas directement aux ouvertures d'aspiration précitées; il leur faut, au contraire, changer plusieurs

fois de direction avant d'y parvenir. Il en résulte une di-

minution supplémentaire de leur vitesse d'impact.

Une fois que des accumulations poreuses de particu-

les se sont formées aux affûtages j3 et dans la zone de 1' espace entre le poinçon et l'élément cylindrique, la suite du chargement du moule présente moins de risque du point de vue du colmatage. On peut alors établir un vide plus

poussé dans la cavité du moule en ouvrant davantage le ro-

binet étranglant monté dans la conduite 2 entre la cavité et le récipient à dépression ou réduire le débit de lVair

parasite, suivant la solution adoptée pour diminuer la vi-

tesse d'impact.

La matière à mouler utilisée peut être, par exem-

ple, un granulat séché par pulvérisation, préparé de la façon suivante: On prépare une barbotine contenant en poids 40% d'eau et 60% de solides. Pour réaliser la suspension, on

prépare une matière sèche contenant en poids 50% de kao-

linite, 25% de feldspath et 25% de quartz, ces pourcenta-

ges étant basés sur le poids total de matière. La kaoli-

nite a une granulométrie maximale de 25 p. La grosseur ma-

ximale des grains de feldspath et de quartz est de 63 p. Le feldspath et le quartz sont introduits sous la forme d'une pegmatite, laquelle contient à la fois du feldspath et du quartz. En ajoutant de l'eau à cette matière sèche, on prépare une suspension ou une barbotine. On pulvérise cette barbotine à travers des ajutages dans une atmosphère de gaz chaud. Il se forme alors dans cette atmosphère de petites billes d'un diamètre compris entre O et 500 p, 80% du poids total étant constitués par des billes de 350 à

450 p de diamètre. Ces billes sont creuses et on peut ai-

sément les écraser entre deux doigts. L'humidité résiduel-

le de la matière granuleuse ainsi obtenue est d'environ 3%- La matière à mouler ainsi préparée est traitée dans le dispositif représenté à la figure 3. Par des essais pré- alables simples, on peut facilement régler l'établissement du vide au début de l'opération de chargement du moule de

façon que dans la zone des points d'aspiration 13 du poin-

çon 25 et dans celle de l'espace annulaire entre le cylin-

le dre 2tú et le dit poinçon 25 les grosses billes, d'un dia-

mètre coibrris 'entre 350 et 450 r restent pratiquement tou-

tes entières.

Dans la variante de réalisation représentée à la

figure e&, un t-bi, d'amenée d'air de fluidisation 10a s'é-

s5 tend verticalement au milieu du récipient 12 jusqu'à l'o-

rifice de chargement 11.

Les points suivants ont aussi une importance essen-

tielle pour le procédé selon l'invention:

Le chargement pneumatique du moule suivi d'une com-

presRion de la pièce formée dans celui-ci est une procédu-

re connue depuis longtemps. Dans celle-ci, il y a toujours eu, pour l'essentiel, deux paramètres décisifs, à savoir I.- les propriétés de la matière à mouler en ce qui concerne son aptitude à être transportée pneumatiquement, et 2.- la configuration de la pièce moulée et dont de

la cavité du moule.

Par exemple, si cette cavité présente une forme très complexe avec des sections très étroites, il est très difficile de la remplir par des moyens pneumatiques. Il est par ailleurs très difficile de charger pneumatiquement

un moule avec une matière qui présente une très faible per-

méabilité aux gaz (par exemple une matière ayant un pour-

centage de poussière élevé) et une forte cohésion interne

(par exemple dans le cas d'une forte teneur en argile hu-

mide). Lors du chargement pneumatique avec de l'air com-

primé (chargement par surpression avecitsoufflageIn ou avec salve pneumatique"), on mélange, dans le cas du soufflage, la matière à mouler et de l'air comprimé dans un récipient

fermé (par exemple au moyen d'un agitateur), puis on intro-

duit le mélange obtenu, avec la forte proportion d'air com-

primé, dans la cavité du moule, cette forte quantité d'air

créant souvent des difficultés pour son évacuation et pro-

longeant d'autant la durée du chargement. Dans le cas de

la "salve", au contraire, dans un réservoir conformé sui-

* vant la nature de la matière à mouler et le type de la ca-

vité de moule à remplir, fermé de toutes parts à l'excep-

tion d'une ou de plusieurs ouvertures de "tir", on intro-

duit dans la matière, pendant son écoulement, de l'air com-

primé de plusieurs côtés, à travers d'étroites fentes, de façon à entraîner la matière pour le chargement (cf. brevet allemand 930 104). La proportion de l'air dans le mélange produit par cette "salve" est considérablement inférieure à ce qu'elle est dans le cas du "soufflage" et il en est de même pour la durée du chargement, car il y a beaucoup moins d'air à évacuer hors du moule. Toutefois, lorsqu'il s'agit de cavités de moule d'un chargement difficile (voir

plus haut ce qui est dit, par exemple, sur les sections é-

troites), la "salve" doit partir de plusieurs côtés à la

fois pour obtenir un remplissage satisfaisant du moule.

La "fluidisation" de la matière à mouler avec de 1' air pour produire un mélange ayant des propriétés analogues à celle d'un liquide est donc beaucoup moins nette dans le chargement par surpression par "salve" que dans le cas du "soufflage", ce dernier présentant, outre les inconvénients précités dus à la forte proportion d'air comprimé, celui d'un effet abrasif puissant sur les parois de la cavité

du moule.

Bien que ce chargement par suppression avec "souf-

flage" ou "salve pneumatique" soit déjà perfectionné en ce

qui concerne les cavités très difficiles à remplir et les-

matières difficiles à transporter (voir plus haut), il con-

vient mal comme procédé de chargement pour les raisons déjà

citées et surtout à cause des inclusions d'air, dont la pré-

sence nuit à la compression qui suit le remplissage. L'au-

tre solution qui s'offre, celle de "salves pneumatiques par dépression"(cf. demande de brevet allemand 2653788), n'est valable que dans le cas de cavités de moules faciles à remplir, d'une matière facile à charger, et il ne peut, le cas échéant, être utilisé qu'avec plusieurs orifices de chargement, car, en raison d'une pression différentielle qui est beaucoup moins forte que dans le cas des "salves pneumatiques par surpression", l'air atmosphérique qui, à travers les ajutages disposés sur les côtés, agit sur la matière, ne pénètre pas assez profondément dans celle-ci et provoque donc une fluidisation imparfaite, totalement

insuffisante lorsqu'il n'y a qu'un seul orifice.

Le problème se pose donc de trouver pour le charge-

ment du moule un procédé qui présente les avantages de la "salve pneumatique par surpression", mais permet en outre de remplir parfaitement, avec un seul orifice de chargement,

les cavités les plus compliquées et qui présentent les sec-

tions les plus étroites, tout en évitant les inclusions d' air lors de la compression qui suit le chargement et en permettant d'utiliser toute la gamme des matières à mouler,

depuis les plus faciles jusqu'aux plus difficiles à char-

ger. Ce procédé est celui de la "salve pneumatique par

dépression"modifiée selon l'invention.

Selon la revendication 1, une dépression est créée dans la cavité du moule à travers la paroi de ce dernier et la différence de pression qui en résulte projette la

matière à mouler dans la cavité tout en la fluidisant.

Suivant l'aptitude au chargement de la matière, la fluidi-

sation peut s'effectuer de trois façons. Dans le cas de matières d'un chargement très difficile (par exemple avec

une teneur de poussières élevées et une proportion d'argi-

le humide = forte cohésion interne), on utilise le procédé selon la revendication 42. La matière tombe à partir d'une

hauteur réglable à volonté dans un orifice en forme d'en-

tonnoir, s'y désagrège par suite de la grande vitesse de chute avec destruction de la cohésion interne précitée

pour former des grains séparés que l'air qui arrive en mê-

me temps enveloppe, ce qui permet d'obtenir une fluidisa-

tion parfaite. On peut, en réglant la quantité de matière amenée par unité de temps, régler la proportion de l'air dans le mélange matière/air ainsi obtenu de façon que ce mélange, d'une part, ne contienne pas trop d'air pour ne pas prolonger inutilement la durée du chargement et donc

ne pas avoir à augmenter inutilement la puissance d'aspi-

ration, et, d'autre part, qu'il contienne assez d'air pour permettre un remplissage parfait de la cavité du moule,

c'est-à-dire un remplissage avec une précompression uni-

forme de la matière en tous ses points, sans aucun défaut.

Pour remplir cette dernière condition, il faut, dans le cas d'une matièredifficile à charger et de cavités difficiles à remplir, mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 2 de telle façon que l'air soit aspiré hors de la cavité avec une force qui varie-en fonction du

lieu, afin d'obtenir une vitesse d'écoulement des particu-

les de matière à peu près uniforme pendant toute la durée du chargement. Dans la pratique, la force d'aspiration

doit être la plus grande dans les endroits les plus éloi-

gnés afin qu'ils soient remplis les premiers.

Lorsque la matière à mouler présente une aptitude moyenne au chargement, on peut utiliser le procédé selon la revendication 43. La matière tombe d'un réservoir dans

un orifice d'entrée et on lui amène par un tube à cet en-

droit une quantité d'air suffisante pour créer un effet de fluidisation capable de donner un remplissage parfait

de la cavité, l'apport de quantitésd'air superflues pou-

vant être évité, dans ce cas également.

On dispose enfin d'un troisième procédé, celui selon

la revendication 14, dans lequel une matière d'un charge-

ment très facile, d'une grande perméabilité aux gaz et d' une faible cohésion interne est "tirée" par aspiration hors d'un réservoir. La perméabilité aux gaz doit alors être si élevée et la cohésion interne doit être si faible que, pour une hauteur de déversement réglable, la plus faible possible, il s'écoule juste assez d'air à travers

la matière à mouler en direction de l'orifice de charge-

ment pour permettre une fluidIsation suffisante de la dite matière, condition d'un remplissage parfait de la cavité du moule. Dans la pratique, il s'est avéré qu'une matière

pastillée selon les revendications 45 et 46 est celle qui

convient le mieux pour cela. Lorsque le pastillage est

optimal, c'est-à-dire lorsque la matière a une granulomé-

trie aussi uniforme que possible et présente une très gran-

de perméabilité aux gaz, il est même possible dans certains cas, selon la revendication 46, de n'aspirer l'air qu'à 1' extrémité de la cavité du moule et d'obtenir malgré tout

une pièce moulée parfaite.

Dans le procédé de remplissage selon les revendica-

tions 44, 45, 46 ét 48, il faut toutefois tenir compte du risque de colmatage aux orifices d'aspiration et y parer

conformément aux revendications 32 à 37.

Dans la pratique, on a constaté que surtout dans le cas des cavités difficiles à remplir et des matières qui

se prêtent mal au chargement, il existe une tendance au col-

matage à l'intérieur de la cavité du moule. On peut y remé-

dier en utilisant le procédé selon la revendication 49 ou, dans de nombreux cas, selGn la revendication 50; dans les

autres cas, il faut déterminer de manière empirique le nom-

bre des orifices d'aspiration vers l'orifice de chargement.

On recherchera une vitesse sensiblement constante de l'air évacué, selon la revendication 51, ce qui, selon la reven* dication 52, peut être obtenu par un étranglement variable de la section de passage dans la soupape montée sur la conduite d'aspiration, car la résistance à l'écoulement de

l'air augmente dans la cavité pendant le remplissage.

Claims

REVENDICATIONS

1.-- Procédé de moulage de pièces par compression à sec, dans un moule fait d'une ou de plusieurs parties,

d'une matière céramique, métallique ou contenant du char-

bon, sensiblement sèche et apte à s'écouler, caractérisé en ce qu'il consiste à créer une dépression dans la cavité du moule à travers la paroi de celui-ci et, à l'aide de la

différence de pression qui en résulte, à injecter à tra-

vers un orifice de chargement dans la dite cavité, tout en la fluidisant, la matière à mouler soumise à une pression,

par exemple la pression atmosphérique, et à l'y précompac-

ter tout en évacuant l'air qu'elle contient, puis à com-

primer la matière précompactée pneumatiquement pour en

faire une pièce moulée à la densité désirée.

2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lors de l'établissement de la dépression, l'air

est aspiré hors de la cavité du moule à travers des ajuta-

ges d'évacuation échelonnés en direction de l'orifice de

chargement de telle façon qu'on obtient et maintient pen-

dant le processus de remplissage du moule une vitesse d'é-

coulement uniforme des particules de matière à mouler in-

jectées dans la cavité du moule par la différence de pres-

sion, depuis l'orifice de chargement jusqu'à l'endroit de

leur impact dans le moule.

3.- Procédé selon la revendication 1 ou la revendi-

cation 2, caractérisé en ce qu'il consiste à placer un mou-

le muni d'orifices de chargement et d'évacuation-de l'air dans une enceinte obturable de façon étanche aux fluides sous pression, à faire communiquer l'orifice de chargement

du moule ainsi placé avec un orifice d'amenée de la matiè-

re à mouler ménagé dans une paroi de l'enceinte, puis à ob-

turer l'enceinte et à la soumettre à une dépression, et, à

l'aide de la différence de pression ainsi créée, à "injec-

ter" dans la cavité la matière àImauoer soumise à la pres-

sion atmosphérique.

4.- Procédé selon la revendication 1 ou la revendi-

cation 2, caractérisé en ce qu'il consiste à assembler un

moule de compression ou une partie de ce moule avec une tê-

te de chargement en formant une cavité de moulage qui a des dimensions supérieures à celles de l'objet moulé d'une

valeur correspondant A la perte de volume subie à la com-

pression, à faire le vide dans cette cavité et A y charger ainsi, à travers la tête de chargement la matière soumise à la pression atmosphérique, laquelle, au cours de cette "injection" est précompactée et débarrassée de l'air qu'

elle contient, puis à comprimer mécaniquement ou hydrauli-

quement la matière précompactée jusqu'à ce qu'elle devien-

ne une pièce moulée.

5.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé

en ce que le vide est fait dans la cavité du moule à tra-

vers la tête de chargement.

6.- Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions précédentes, caractérisé en ce que la matière A mou-

ler précompactée est comprimée mécaniquement ou hydrauli-

quement en maintenant la dépression dans la cavité du mou-

le.

7.- Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 4 à 6, caractérisé en ce qu'après formation de la pièce comprimée ou précompactée, la tête de chargement est remplacée par une partie de moule de compression ayant une surface lisse et qui correspond au contour définiti* de la

pièce moulée, et en ce que la pièce comprimée ou précompac-

tée subit ule compression supplémentaire.

8.- Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions précédentes, caractérisé en ce que la matière A mou-

ler est "injectée" dans la cavité du moule A partir d'un

réservoir o elle est stockée, qui est placé sur le moule.

9.- Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la matièrle A mouler, pendant son chargement, est

fluidisée par de l'air amené A travers la paroi du réser-

voir ou dans l'orifice d'amenée.

--35 10.- Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions précédentes, caractérisé en ce que la matière A mou-

ler, dosée A une quantité correspondant au volume de la pièce moulée, est amenée en chute libre à l'orifice de chargement au moment seulement o la dépression est créée=

dans la cavité du moule.

11.- Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions précédentes, caractérisé en ce que le vide est créé

par à-coups dans la cavité du moule.

12.- Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions précédentes, caractérisé en ce que le vide dans la

cavité du moule est compris entre 70.000 et 10.000 pascals.

13.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé

selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il compor-

te un moule équipé de façon qu'on puisse, à travers sa paroi, faire le vide dans la cavité (8) qu'il définit, et un orifice d'amenée (11) de la matière à mouler à la dite cavité (8), apte à être mis en communication avec 1'

orifice de chargement du moule.

14.- Dispositif selon la revendication 13, carac-

térisé en ce que le moule est en plusieurs parties et en

ce que le vide peut y être fait à travers les espaces vi-

des résultant des tolérances aux joints entre les diffé-

rentes parties de moule et/ou à travers des orifices d' évacuation d'air (15), le rapport entre la surface de la section de passage utile aux joints entre les parties de moule et/ou aux orifices d'évacuation d'air et le volume de la pièce moulée étant, de la périphérie de la cavité

a l'orifice d'amenée (11) égal à / 2/6 i.

15.- Dispositif selon la revendication 13 ou la re-

vendication 14, caractérisé en.ce qu'il comporte une en-

ceinte obturable de façon étanche pour recevoir un moule,

qui peut être mis en communication avec une source de dé-

pression dans une paroi latérale ou dans sa partie supé-

rieure et présente un orifice d'amenée (11) de la matière

à mouler vers la cavité du moule.

16.- Dispositif selon la revendication 15, caracté-

risé en ce que l'enceinte (1) comporte des moyens de serra-

ge et de levage pour le moulé, ainsi qu'une porte rabatta-

ble (2).

17.- Dispositif selon l'une quelconque des revendi-

cations 13 à 16, caractérisé en ce que le moule est con-

formé en moule de moulage par compression.

18.- Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 13 à 17, caractérisé en ce que le moule de moulage par compression est fait de plusieurs parties, dont l'une est constituée par une tête de chargement qui présente un ou plusieurs orifices d'amenée (11) de la matière à mouler soumise à la pression atmosphérique vers la cavité (8) du moule, et en ce que la dite cavité peut être reliée à des

moyens d'aspiration par un système de conduites.

19.- Dispositif selon la revendication 18, caracté-

risé en ce que la tête de chargement comporte un poinçon (25) qui contribue à donner à la pièce la forme désirée et

qui est déplaçable verticalement dans la tête de chargement.

20.- Dispositif selon la revendication 18 ou la re-

vendication 19, caractérisé en ce que l'orifice d'amenée (11) est disposé centralement dans la tête de chargement et en ce qu'il est prévu, périphériquement autour de cet orifice (11) et disposés de façon échelonnée, des orifices d'évacuation d'air (15), qui font communiquer la cavité (S>

du moule avec une chambre (16) apte à être mise sous dé-

pression.

21.- Dispositif selon l'une quelconque des revendi-

cations 13 à 20, caractérisé en ce que les orifices d'éva-

cuation d'air (15) sont munis d'éléments filtrants (13).

22.- Dispositif selon l'une quelconque des revendi-

cations 13 à 21, caractérisé en ce que des parties de pa-

roi du moule sont, en totalité ou partiellement, faites d' un matériau poreux, comme un métal fritté, dont les pores

communiquent avec la cavité (8) et avec la chambre (161 ap-

te à être mise sous dépression.

23.- Dispositif selon l'une quelconque des revendi-

cations 18 à 22, caractérisé en ce que la chambre (16) ap-

te à être mise sous dépression est conformée en espace de

section annulaire et peut, par un système de conduites mu-

ni d'organes obturateurs, être mise en communication alter-

nativement avec des moyens d'aspiration et avec une source

d'air comprimé.

24.- Dispositif selon l'une quelconque des revendi-

cations 18 à 23, caractérisé en ce que la tête de charge- ment peut être échangée contre une autre partie de moule de moulage par compression, munie d'une surface lisse qui

contribue à donner une forme à la pièce moulée.

25.- Dispositif selon l'une quelconque des revendi-

cations 13 à 24, caractérisé en ce que l'orifice d'amenée

(11) est constitué par un embout de chargement interchan-

geable (10).

26.- Dispositif selon l'une quelconque des revendi-

cations 13 à 25, caractérisé en ce qu'il est prévu un or-

gane obturateur dans l'embout de chargement (10) ou dans

l'orifice d'amenée (11).

27.- Dispositif selon la revendication 26, caracté-

risé en ce que l'organe obturateur est constitué par un

volet coulissant, un clapet de caoutchouc à lèvre fonc-

tionnant automatiquement ou une bobine koroclalt qui peut

être alimentée en courant continu.

28.- Dispositif selon l'une quelconque des revendi-

cations 13 à 27, caractérisé en ce qu'il comporte un ré-

servoir (12) de matière à mouler disposé au-dessus de 1'

orifice d'amenée (11).

29.- Dispositif selon la revendication 28, caracté-

risé en ce qu'il comporte des orifices de fluidisation

dans la paroi du réservoir (12) de matière à mouler.

30.- Dispositif selon l'une quelconque des revendi-

cations 13 à 29, caractérisé en ce qu'il est prévu un dis-

positif de dosage de la matière à mouler au-dessus de 1'

orifice d'amenée (11).

31.- Dispositif selon l'une quelconque des revendi-

cations 13 à 30, caractérisé en ce que le moule de moulage

par compression et/ou des pièces qui peuvent être assem-

blées avec lui sont placés sur un tourniquet, un disque ro-

tatif ou un dispositif pivotant. -

32.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les particules de matière à mouler sont, au

moins au début du remplissage de la cavité du moule, in-

troduites de façon que des colmatages susceptibles de gê-

ner la suite de l'aspiration de l'air soient évités aux

endroits o l'air est aspiré pour créer la dépression.

33.- Procédé selon la revendication 1 ou la reven-

dication 32, caractérisé en ce que la vitesse à laquelle les particules de matière à mouler viennent frapper les points d'aspiration de la cavité du moule est réglée de façon à empêcher les colmatages susceptibles de gêner la

suite de l'aspiration aux points précités.

34.- Procédé selon la revendication 33, caractéri-

sé en ce que la vitesse à laquelle les particules de ma-

tière à mouler viennent frapper les points d'aspiration est commandée par amenée d'air parasite dans la conduite

d'aspiration et/ou dans la cavité du moule ou par étran-

glement du courant d'air évacué au moins pendant le début

du remplissage.

35.- Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 et 32 à 34, caractérisé en ce que les particules de matière à mouler sont introduites dans la cavité du moule suivant une trajectoire qui ne conduit pas de façon

rectiligne aux points d'aspiration.

36.- Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 32 à 35, caracterisA en ce que lorsqu'on utilise une matière à mouler formée de grains individuels fragiles, la

vitesse à laquelle ces grains arrivent aux points d'aspira-

tion est réglée de façon qu'une partie au moins de ces 6

grains restent intacts.

37.- Procédé selon la revendication 36, caractéri-

sé en ce que lorsqu'on utilise une matière à mouler dont

le spectre granulométrique comporte des grains de gran-

deurs différentes, la vitesse à laquelle ces grains arri-

vent aux points d'aspiration est réglée de façon que les grains relativement gros restent intacts, au moins pour

une partie.

38.- Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 et 32 à 37, caractérisé en ce que les points d'as-

piration ont, dans une dimension au moins de leur section,

une grandeur inférieure à la grandeur linéaire de la majo-

rite des particules de matière à mouler.

39.- Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 et 32 à 38, caractérisé en ce qu'on utilise comme

matière à mouler une matière céramique séchée par pulvéri-

sation. 40.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé

selon l'une quelconque des revendications 1 et 32 à 39,

comportant une cavité de moule avec un orifice de charge-

ment pour la matière à mouler et des orifices d'aspira-

tion destinés à être raccordés à une source de vide, ca-

ractérisé en ce que la plus grande dimension linéaire de

la section de l'orifice de chargement est petite par rap-

port à la plus grande dimension linéaire de la cavité du moule.

41.- Dispositif selon la revendication 40, caracté-

risé en ce que la plus grande dimension linéaire de la section de l'orifice de remplissage est inférieure à 1/5

et de préférence à 1/10 de la plus grande dimension linéai-

re de la cavité du moule.

42.- Procédé selon l'une quelconque des revenidica-

tions 1, 10 et 32, caractérisé en ce que lorsque la matiè-

re à mouler est amenée en chute libre, sont débit est, par

rapport à celui de l'air arrivant aussi à l'orifice d'ame-

née, réglé de telle façon qu'à cet orifice ou un peu en a-

val, il se produit une fluidisation de la matière 'à mou-

ler à un degré suffisant pour permettre un remplissage par-

fait de la cavité du moule.

43.- Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1, 8, 9 et 32, caractérisé en ce que lorsque la ma-

tière à mouler arrive d'un réservoir, de l'air est amené dans l'orifice d'amenée (fig. 4) en quantité suffisante

pour que dans cet orifice ou un peu en aval, il se produi-

se une fluidisation de la matière à mouler à un degré suf-

fisant pour permettre un remplissage parfait de la cavité

du moule.

44.- Procédé selon la revendication 1 ou la revendi-

cation 32, caractérisé en ce que lorsque la matière à mou-

ler arrive d'un réservoir, on utilise une matière qui pos-

sède une perméabilité aux gaz tellement grande et une co-

hésion interne tellement faible, avec une hauteur de dé-

versement réglable, tellement petite, qu'il se produit dans l'orifice d'amenée une fluidisation de la matière à un degré suffisant pour permettre un remplissage parfait

de la cavité du moule.

45.- Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1, 32 et 42 à 44, caractérisé en ce que la matière

à mouler est pastillée avant d'être utilisée.

46.- Procédé selon la revendication 45, caractéri-

sé en ce que le pastillage s'effectue en séchant par pul-

vérisation.

47.- Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1, 2, 32 et 42 à 46, caractérisé en ce que l'air est aspire de façon échelonnée lorsque la matière à mouler est difficile à charger et les cavités de moules difficiles à remplir.

48.- Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1, 32, 42 à 47, caractérisé en ce que l'air n'est

aspiré qu'à l'extrémité de la cavité de moule.

49.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les orifices d'aspiration sont, en nombre et en

emplacement, agencés de telle façon que le remplissage pro-

gresse toujours uniformément du point le plus éloigné de

la cavité de moule vers l'orifice de chargement.

50.- Procédé selon la revendication 49, caractéri-

sé en ce que les orifices d'aspiration sont disposés de fa-

çon que le rapport entre la surface de leur section et le volume de la pièce moulée diminue de la périphérie de la cavité de moule vers l'orifice de chargement de la manière suivante: 3/6 6

-1/; 2/6; '

51.- Procédé selon la revendication 49 ou la reven-

dication 50, caractérisé en ce que le degré de dépression

en aval des-orifices d'aspiration peut être modifié de fa-

çon que la vitesse d'écoulement de l'air évacué reste sen-

siblement constante pendant la durée du remplissage. 52.- Procédé selon la revendication 51, caractérisé en ce que pendant le remplissage la section de passage d'

une soupape montée dans la conduite d'aspiration est étran-

glée en fonction du temps.