WO1992013663A1 - Procede et dispositifs de debourrage de noyaux de coulee de pieces de fonderie - Google Patents
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- WO1992013663A1 WO1992013663A1 PCT/FR1992/000095 FR9200095W WO9213663A1 WO 1992013663 A1 WO1992013663 A1 WO 1992013663A1 FR 9200095 W FR9200095 W FR 9200095W WO 9213663 A1 WO9213663 A1 WO 9213663A1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D29/00—Removing castings from moulds, not restricted to casting processes covered by a single main group; Removing cores; Handling ingots
- B22D29/001—Removing cores
- B22D29/005—Removing cores by vibrating or hammering
Definitions
- the invention relates to a method and devices for cleaning the casting cores of foundry parts.
- the object of the present invention is to remedy these drawbacks.
- This invention as it is characterized, solves the problem of defining a process and creating devices with which the nuclei can be not only fragmented, but also completely disaggregated, while causing an erosion effect causing the takeoff of all the sand particles, before total evacuation by gravity in a single and same phase, preferably, without reposi ⁇ tioning of the part on its support.
- the alternating swing results from the combination of an alternative longitudinal movement with an alternative transverse movement.
- the reciprocating transverse movement is applied in a plane parallel to that in which the longitudinal movement is applied.
- the alternating transverse movement is applied in a plane per ⁇ pendicular to that in which the longitudinal movement is applied.
- the part is rocked with an amplitude and a frequency adjustable respectively from 0 to 10 cm and from 0 to 85 Hz.
- the rocking of the part is carried out in combination with the take-up of a clearance J, in ⁇ producing an additional inertia effect on the sandy mass.
- the amplitude and the frequency of the rocking of the part vary, during the rocking, according to rules determined according to the internal architecture of the part and the dimension cavities.
- the frequency of rocking is irregular and random.
- a device for applying the basic method according to the invention is characterized in that the shocks, at high frequency, are applied directly to the part by means of a pneumatic hammer, fixed on a support integral with a frame, arranged so as to directly strike the part by passing the hammer through an orifice, for this purpose, in a fixed support plate, against which the part is held by means of a plate clamping device and a chamber cylinder, supplied with low pressure, which constitutes the air cushion, in that the rocking of the part, which takes place according to a horizontal reciprocating movement, is obtained by the intermediary ⁇ diary of a receiver, comprising the support plate, the clamping plate and the clamping cylinder, connected to the frame vertically by four connecting rods and horizontally by a connecting rod and a double eccentric, driven in rotation via of a gear motor, e t in that the elimination of sand by gravity is obtained by maintaining the vertical position of the part, by abutment of the
- the receiver preferably consists of two lateral plates, in the form of a swan neck, connected together by the support plate and by a connection plate, supporting the pneumatic cylinder with bearing chamber, of on the one hand, against the connection plate and against the clamping plate mounted by means of sliders on four slides connecting the support plate to the connection plate, perpendicularly to these.
- the vertical connecting rods are connected to the side plates by means of elastic articulation.
- the horizontal connecting rod is connected to the connecting plate by the intermediary of a yoke.
- the receiver is equipped with a workpiece carrying case, mon ⁇ tee with a certain clearance between the connection plate and the support plate, supported by four vertical rods fixed against the internal wall 5 of the side plates by means of elastic articulation, or directly on the chassis by the same means.
- two receivers are mounted on the same frame, on either side of a single double eccentric, thus ensuring the simultaneous balance ⁇ ment of two parts in the alignment of two pneumatic hammers arranged at each end of the frame.
- the transverse reciprocating movement is obtained by the intermediary of a crankshaft connected to a work-holding capsule by at least one connecting rod in that said capsule workpiece carrier is supported by a frame by means of four rods articulated in planes o perpendicular to the crankshaft and in that the frequency of the alternative launching is made irregular and random by corresponding variation of the rotation speed of the drive motor crankshaft.
- the transverse reciprocating movement is obtained in a plane perpendicular to the longitudinal movement by means of a vile ⁇ brequin connected to the workpiece holder by at least one bearing fixed under the latter, and springs, vertically interposed between the capsu ⁇ the workpiece carrier and the frame, and in that the frequency of the alternating swing is made irregular and random by corresponding variation in the speed of rotation of the motor driving the crankshaft.
- crankshaft is arranged in the longitudinal median plane of the cap-holder workpiece while the springs are distributed in two rows arranged symmetrically with respect to the crankshaft.
- the native longitudinal alter ⁇ movement and the alternating transverse movement are combined in a single movement ensuring the overall alternating swinging through of two crankshafts arranged vertically between a frame and a workpiece carrier capsule support, and in that the frequency of the alternating swing is made irregular and random by corresponding variation of the rotation speed of the crankshaft drive motor .
- the speed variation of the drive motor of the eccentric or of the crankshaft is obtained by means of a controlled electronic variator.
- FIG. 1 represents a front view of a device with longitudinal reciprocating movement, without longitu dinal play, applying the basic process
- FIG. 2 represents a top view of the device according to FIG. 1,
- FIG. 3 represents a front view of a device with longitudinal play
- FIG. 4 represents a top view of the device according to FIG. 3,
- FIG. 5 represents a front view of an alternative embodiment of the device with longitudinal reciprocating movement with longi ⁇ tudinal play
- FIG. 6 represents a top view of the device according to FIG. 5
- FIG. 7 represents a front view of a particular embodiment of the device with horizontal reciprocating movement with longitudinal play
- FIG. 8 represents a top view of the device according to FIG. 7,
- FIGS. 9, 10 and 11 represent, respectively, a front view, a top view and a side view of a device with two stations,
- FIG. 12 represents a schematic front view of the cleaning device according to an embodiment corresponding to the first variant of application of the method
- FIG. 13 represents a schematic front view of the cleaning device according to an embodiment corresponding to the second variant of application of the method
- FIG. 14 shows a schematic side view in perspective, of the cleaning device according to the first variant of the process of the invention, corresponding to a particular embodiment thereof.
- Figures 1 and 2 show a part 1, mounted on a device for fractioning and discharging the casting core of foundry parts according to the invention, comprising a pneumatic hammer 20 with hammer 21, fixed on a support 3 integral with a frame 4 arranged so as to come directly to strike the part 1 by passing the hammer 21 through an orifice 401, formed, for this purpose, in a support plate fixed 40 with vertical stop 402, against which the part 1 is held by means of a clamping plate 41 subjected to the action of a chamber cylinder 50, supplied with low pressure, constituting a cous ⁇ sin of air; said support plate 40 and said clamping plate 41 form part of a receiver 60, connected to the frame 4 vertically by four connecting rods 70 with elastic articulation 71 and horizontally by a connecting rod 72 connected, on the one hand, to a double eccentric 80 driven by a variable speed motor-reducer 81 and, on the other hand, by the intermediary of a yoke 431 to a connection plate 43 supporting the
- FIGS. 3 and 4 represent a part mounted with a clearance J on a device for fractioning and evacuating the casting core, which differs from that shown in FIGS. 1 and 2 only by the presence of sleeve 413, forming a stop, on the slides 412, between the support plate Q 40 and the clamping plate 41.
- the parts 1 can be directly introduced from above, or, optionally, laterally, into the space thus formed between the two plates 40, 41, it being understood that the stop 402 existing on the support plate 40 limits the penetration of the part 1 into this space, without it being necessary to use any blocking system. Note that on certain flat parts, the parts can be tightened directly, without interposition of the clamping plate 41.
- the receiver 60 then being brought to the end of the stroke towards the pneumatic hammer 20, by controlled action on the double eccentric 80 5 by means of the geared motor 81, the operation can then begin, since the hammer 21 of the hammer tire 20 can strike directly on the part, passing through the orifice 401 provided for this purpose.
- These hammering actions at high frequency, on the resonant assembly, consisting of the part 1 with its clamping plate 41 and the 1 o chamber cylinder 50 at low pressure, cause, in the vicinity of the natural frequency of resonance of the system , a fractionation and a takeoff of the nucleus. This resonance phenomenon can be controlled by acting on the inflation pressure of the chamber cylinder 50 and on the frequency of hammering. 5
- the complete disaggregation of the core pieces can then be undertaken, by implementing the back and forth launching of the piece 1 by action on the receiver 60 supported by the vertical connecting rods 70, by continuous switching on of the gear motor o 81 driving the double eccentric 80 which communicates that, at said receiver 60, a reciprocating horizontal movement, of stroke and of frequency determined by means of the connecting rod 72 and the yoke 431 fixed perpendicular to the connecting plate 43.
- the core pieces resulting from the fragmentation produced 5 during the previous operation, undergoing inertia effects, which cause, by knocking, their progressive disintegration; operation which leads to a certain erosion of the roughness which may remain in the inaccessible cavities and a complete detachment of the most adherent sandy particles, by a "sanding" effect o well known in mechanics.
- Exhibit 1 is presented accordingly on the return receptor, the sand resulting from the disintegration of the core flows by gravity between the side plates 61, 62 of said receiver and the longe ⁇ rons of the frame 4.
- This sand can be evacuated as and when by a conveyor belt.
- the swing frequency and its amplitude 5 can, respectively, be adjusted, by action on a speed regulator and by action on the double eccentric.
- the disintegration action of the core fragments may be further increased, by providing a clearance J between the so-called clamping plate 41 and the part 1, by adding a sleeve 413 of appropriate length on the slides 412 (FIGS. 3 and 4), or, as shown in FIGS. 5 and 6, by means of two jacks 55 and 56, mounted in opposition and passing through the connecting plate 43, including the rod 551 of the 'one is connected to the yoke 431 and whose rod 561 of the other 5 abuts against the clamping plate 41, or directly against the part 1, to ensure, to the latter, a clearance J controlled in the plane horizontal; the clamping plate 41 then being secured to its slides by means of locking devices, incorporated in the slides 411.
- the jack 55 ensures the approach of the clamping plate as a function of the thickness of the piece and the jack 56 ensures only the play J.
- this arrangement which corresponds to FIGS. 3 to 6, makes it possible to further increase the effect of inertia and, consequently, the collision between the pieces nucleus; it facilitates, also drain the sand when dealing with fairly complex internal architecture to 5 parts.
- the part 1 is fixed in the receiver 60 by the intermediary of a housing 90, mounted with clearance between the connection plate 43 and the support plate 40, made integral with the lateral plates 61 and 62 of the receiver, or of the chassis (as shown in the figures), by the intermediary of four vertical rods 73 fixed by means of diary of elastic articulation 71.
- the part is locked against one of the short sides 91 of the housing, situated towards the pneumatic hammer 20, by means of a chamber jack 50 bearing against the short opposite side 92 of said housing 90, with the interposition, or not, of 5 tightening plate 41. It is possible thereby to obtain a combined swinging of the coin 1 via the receiver 60 and the housing 90, accompanying diligent- ci of shocks due to the play between the boî ⁇ tier and the connection plates 43 and support 40.
- Figures 12 to 14 show a frame 1000,190 supporting a workpiece holder 200 or a capsule support 100 by means of rods 500, springs 700 or crankshafts 180, actuated respectively by a crankshaft 300, a or several connecting rods 400 and a drive motor 600.
- the workpiece capsule 200 is connected to the frame 1000 by means of links 500, which can be common with those allowing the longitudinal swing, provided that their articulations are designed accordingly. (knee pads or double axis of articulation); the lateral rocking being ensured by the connecting rod 400, driven by a reciprocating movement by means of the crankshaft 300.
- the frequency of the reciprocating rocker thus created and maintained by the engine 600 could be made random by simple random variation of the speed of rotation of said motor 600; which can be easily obtained by means of an electronic variator, the control of which is ensured accordingly. Referring to FIG.
- the workpiece capsule 200 is connected to the frame 1000 by means of the crankshaft 300, in direct engagement, on the underside of the ⁇ said capsule 200, and two rows of springs 700, arranged on each side of the crankshaft and ensuring the return to vertical position of the capsule 200, while creating, with the latter, a vibrating system, which, combined with a variation random rotation speed of the vi ⁇ lebrequin, obtained as shown in the example above, will generate and maintain a random alternating rocking of said workpiece capsule 200.
- the longitudinal swing can be obtained by alternative sliding of the bearing 201, re ⁇ linking the workpiece holder capsule 200 to the crankshaft 300, on the crankpin of said crankshaft, provided that the length thereof is predetermined as a result to provide freedom of flow isseme ⁇ tsuffi- health.
- the longitudinal swing and the transverse swing of the -aipport 100 are combined in the circular movement of the crankpin 181 of the crankshafts 180 relative to the shaft entrainment 182 of these.
- the balancing thus obtained can be irregular and random, in this case also by varying the speed of rotation of the crankshaft drive motor, using the means already mentioned in the other examples.
- the frequency of the longitudinal swing can also be made random by random variation of the speed of rotation of the motor assigned to this function.
- the method and the device according to the invention relate mainly to ment, the cleaning of cylinder heads of internal combustion engine, but nothing prevents their use for the elimination of the core of other foundry parts having the same internal complexity, subject to minor adaptations.
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Abstract
L'invention concerne un procédé et un dispostif de désagrégation et d'évacuation de noyaux de coulée de pièces de fonderie, notamment de culasses de moteur à combustion interne. La pièce (1) est tout d'abord soumise à l'action d'un marteau pneumatique (20), alors qu'elle est maintenue contre un vérin à chambre (50) à basse pression, puis soumise à un balancement horizontal par l'intermédiaire d'un récepteur (60), soumis à un mouvement alternatif par l'intermédiaire d'une bielle (72) et d'un double excentrique (80) entraîné en rotation par un motoréducteur (81).
Description
Procédé et dispositifs de débourrage de noyaux de coulée de pièces de fonderie
L'invention concerne un procédé et des dispositifs de débourrage de noyaux de coulée de pièces de fonderie.
L'élimination des noyaux de coulée, sur des pièces de fonderie d'ar- 5 chitecture assez complexe, exige, très souvent, de recourir à un mar¬ teau pneumatique, permettant de soumettre la pièce à des chocs répé¬ tés, susceptibles de rompre l'adhérence du sable sur les parois.
A l'origine, ce travail s'effectuait en tenant le marteau pneumatique à 1 0 la main, en s'en remettant à la dextérité et au savoir-faire de l'opéra¬ teur ; il en résultait certaines disparités dans le résultat obtenu et la mise au rebut d'une proportion assez importante des pièces fîmes of¬ frant un débourrage incomplet
-1 5 En vue de rationaliser cette opération et de mettre l'opérateur à l'abri des nuisances qui en résultent : bruit, poussière, il a été envisagé de recourir à des dispositifs tels que ceux décrits dans le brevet français n° 2.311.617 et le brevet européen n° 0.144.031. Ces dispositifs sont constitués, essentiellement, d'un châssis, sur lequel se fixe une ou Q plusieurs pièces à débourrer ; le dit châssis étant soumis à des vibra¬ tions susceptibles de provoquer le décollage et le fractionnement des noyaux.
Pour accroître encore le rendement de ce dispositif, il a été prévu, 5 dans le brevet français 2.470.652, de disposer plusieurs châssis sur un carrousel polygonal, entraîné en rotation pas à pas devant un poste de chargement et un poste de déchargement diamétralement opposés.
Toutefois, force est de remarquer que les vibrations appliquées ainsi 0 régulièrement sur les pièces ne garantissent cependant pas un frac¬ tionnement suffisant du noyau, ni un décollage total de toutes les fractions de celui-ci.
Il résulte de cette situation une certaine réticence des concepteurs à recourir à des architectures complexes, susceptibles de contrarier cette opération de débourrage, alors que ce serait cependant très sou¬ haitable pour l'utilisation ultérieure de la pièce.
Ce problème revêt une importance particulière pour les culasses de moteur à combustion interne, dont les plus complexes s'avèrent très souvent impossible à débourrer entièrement, avec ce que cela sup¬ pose comme perturbation sur les chaînes de fabrication et comme re- noncement pour les concepteurs.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients. Cette invention, telle qu'elle se caractérise, résout le problème consistant à définir un procédé et à créer des dispositifs avec lesquels les noyaux puissent être non seulement fragmentés, mais aussi tota¬ lement désagrégés, tout en provoquant un effet d'érosion entraînant le décollage de toutes les particules de sable, avant évacuation totale par gravité en une seule et même phase, de préférence, sans reposi¬ tionnement de la pièce sur son support.
Le procédé selon l'invention se caractérise principalement par la suc¬ cession des opérations suivantes :
- application de chocs, à fréquence élevée, directement sur la pièce, alors que celle-ci est maintenue en appui contre un matelas pneu¬ matique pour obtenir le fractionnement du noyau,
- balancement de la pièce selon un mouvement alternatif pour obte¬ nir la désagrégation totale du noyau et un certain effet de sablage des parois internes de la pièce moulée,
- élimination du sable par gravité, au fur et à mesure de la désa¬ grégation du noyau.
Selon un mode d'application du procédé, le balancement alternatif résulte de la combinaison d'un mouvement longitudinal alternatif à un mouvement transversal alternatif.
Selon une première variante du mode d'application ci-dessus, le mouvement transversal alternatif est appliqué dans un plan parallèle à celui dans lequel le mouvement longitudinal est appliqué.
Selon une seconde variante du même mode d'application du procédé, le mouvement transversal alternatif est appliqué dans un plan per¬ pendiculaire à celui dans lequel le mouvement longitudinal est appli-
Selon une définition particulière du procédé, le balancement de la pièce s'effectue avec une amplitude et à une fréquence réglable res¬ pectivement de 0 à 10 cm et de 0 à 85 Hz.
Selon une autre définition particulière du procédé, le balancement de la pièce s'effectue en combinaison avec le rattrapage d'un jeu J, in¬ troduisant un effet d'inertie supplémentaire sur la masse sableuse.
Quels que soient le mode d'application et la définition du procédé, l'amplitude et la fréquence du balancement de la pièce varient, au cours du balancement, selon des règles déterminées en fonction de l'architecture interne de la pièce et de la dimension des cavités.
Selon une autre définition du procédé, la fréquence du balancement est irrégulière et aléatoire.
Un dispositif d'application du procédé de base selon l'invention se caractérise en ce que les chocs, à fréquence élevée, sont appliqués di¬ rectement sur la pièce par l'intermédiaire d'un marteau pneumatique, fixé sur un support solidaire d'un bâti, disposé de façon à venir frap- per directement la pièce par passage du marteau à travers un orifice ménagé, à cet effet, dans une plaque d'appui fixe, contre laquelle la pièce est maintenue par l'intermédiaire d'une plaque de serrage et d'un vérin à chambre, alimenté en basse pression, qui constitue le coussin d'air, en ce que le balancement de la pièce, qui s'effectue se- Ion un mouvement alternatif horizontal, est obtenu par l'intermé¬ diaire d'un récepteur, comportant la plaque d'appui, la plaque de ser¬ rage et le vérin de bridage, relié au bâti verticalement par quatre bielles et horizontalement par une bielle et un double excentrique, entraîné en rotation par l'intermédiaire d'un moto-réducteur, et en ce que l'élimination du sable par gravité s'obtient par le maintien en po¬ sition verticale de la pièce, par mise en butée de celle-ci contre une butée mécanique solidaire de la plaque d'appui.
Le récepteur est constitué, préférentiellement, de deux plaques laté- raies, en forme de col de cygne, reliées entre elles par la plaque d'ap¬ pui et par une plaque de liaison, supportant le vérin pneumatique à chambre prenant appui, d'une part, contre la plaque de liaison et contre la plaque de serrage montée par l'intermédiaire de coulisseaux sur quatre glissières reliant la plaque d'appui à la plaque de liaison, perpendiculairement à celles-ci.
Les bielles verticales sont reliées aux plaques latérales par l'inter¬ médiaire d'articulation élastiques.
La bielle horizontale est reliée à la plaque de liaison par l'intermé¬ diaire d'une chape.
Selon un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention ex¬ posé ci-dessus, le récepteur est équipé d'un boîtier porte-pièce, mon¬ té avec un certain jeu entre la plaque de liaison et la plaque d'appui, supporté par quatre biellettes verticales fixées contre la paroi interne 5 des plaques latérales par l'intermédiaire d'articulation élastique, ou directement sur le châssis par le même moyen.
Lorsqu'un jeu J doit être ménagé entre la plaque de serrage et la pièce, celui-ci est obtenu par le montage de manchons, de longueur
1 0 déterminée en fonction de l'épaisseur de la pièce, sur les glissières, entre la plaque d'appui et la plaque de serrage, ou par l'intermédiaire de deux vérins, montés en opposition, traversant la plaque de liaison, dont la tige de l'un est fixée à la chape et dont la tige de l'autre vient en appui contre la plaque de serrage pour contrôler le jeu J à ménager 5 entre la dite plaque de serrage et la pièce ; la dite plaque étant ensuite rendue solidaire de ses glissières par l'intermédiaire d'un système de blocage incorporé aux coulisseaux.
Selon un mode de réalisation préférentiel du premier dispositif selon o l'invention, deux récepteurs sont montés sur un même bâti, de part et d'autre d'un double excentrique unique, assurant, ainsi, le balance¬ ment simultané de deux pièces dans l'alignement de deux marteaux pneumatiques disposés à chacune des extrémités du bâti.
5 Selon la première variante d'application du procédé selon l'inven¬ tion, le mouvement alternatif transversal est obtenu par l'intermé¬ diaire d'un vilebrequin relié à une capsule porte-pièce par au moins une bielle en ce que ladite capsule porte-pièce est supportée par un bâti par l'intermédiaire de quatre biellettes s'articulant dans des o plans perpendiculaires au vilebrequin et en ce que la fréquence du ba¬ lancement alternatif est rendue irrégulière et aléatoire par variation correspondante de la vitesse de rotation du moteur d'entraînement du
vilebrequin.
Selon la seconde variante d'application du procédé selon l'invention, le mouvement alternatif transversal est obtenu dans un plan perpen- diculaire au mouvement longitudinal par l'intermédiaire d'un vile¬ brequin relié à la capsule porte-pièce par au moins un palier fixé sous cette dernière, et de ressorts, interposés verticalement entre la capsu¬ le porte-pièce et le bâti, et en ce que la fréquence du balancement al¬ ternatif est rendue irrégulière et aléatoire par variation correspon- dante de la vitesse de rotation du moteur d'entraînement du vilebre¬ quin.
Le vilebrequin est disposé dans le plan médian longitudinal de la cap¬ sule porte-pièce alors que les ressorts sont répartis en deux rangées disposées symétriquement par rapport au vilebrequin.
Selon un autre mode de réalisation de la première variante d'applica¬ tion du procédé selon l'invention, le mouvement longitudinal alter¬ natif et le mouvement transversal alternatif sont combinés dans un même mouvement assurant le balancement alternatif d'ensemble par l'intermédiaire de deux vilebrequins disposés verticalement entre un bâti et un support de capsule porte-pièce, et en ce que la fréquence du balancement alternatif est rendue irrégulière et aléatoire par varia¬ tion correspondante de la vitesse de rotation du moteur d'entraîne- ment des vilebrequins.
quels que soient les variantes d'application du procédé et leurs modes de réalisation, la variation de vitesse du moteur d'entraînement de l'excentrique ou du vilebrequin est obtenue par l'intermédiaire d'un variateur électronique piloté.
Les avantages obtenus, grâce à cette invention, consistent essentiel-
lement en ceci que des pièces creuses, d'architecture complexe, telles que des culasses de moteur à explosion, peuvent être réalisées par moulage, sans risque de difficulté d'élimination de la totalité du noyau, tout en améliorant l'état de surface des parois par effet de sa- blage, favorisant, ainsi, l'écoulement ultérieur des fluides liquides ou gazeux, destinés à circuler dans les cavités ménagées à l'intérieur de la pièce, selon une architecture même très complexe.
D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la descrip- tion qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention, destiné au débourrage de culasses de moteurs, donné à titre d'exemple non limi¬ tatif au regard des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 représente une vue de face d'un dispositif à mouvement alternatif longitudinal, sans jeu longitu dinal, appliquant le procé¬ dé de base,
- la figure 2 représente une vue de dessus du dispositif selon la figure 1,
- la figure 3 représente une vue de face d'un dispositif avec jeu lon¬ gitudinal,
- la figure 4 représente une vue de dessus du dispositif selon la fi- gure 3,
- la figure 5 représente une vue de face d'une variante de réalisation du dispositif à mouvement alternatif longitudinal avec jeu longi¬ tudinal,
la figure 6 représente une vue de dessus du dispositif selon la fi¬ gure 5,
- la figure 7 représente une vue de face d'un mode de réalisation par¬ ticulier du dispositif à mouvement alternatif horizontal avec jeu longitudinal,
- la figure 8 représente une vue de dessus du dispositif selon la fi¬ gure 7,
- les figures 9, 10 et 11 représentent, respectivement, une vue de face, une vue de dessus et une vue de côté d'un dispositif à deux postes,
- la figure 12 représente une vue de face schématique du dispositif de débourrage selon un mode de réalisation correspondant à la pre¬ mière variante d'application du procédé,
- la figure 13 représente une vue de face schématique du dispositif de débourrage selon un mode de réalisation correspondant à la se¬ conde variante d'application du procédé,
- la figure 14 représente une vue de côté schématique en perspecti¬ ve, du dispositif de débourrage selon la première variante d'appli¬ cation du procédé selon l'invention, correspondant à un mode de réalisation particulier de celle-ci.
Les figures 1 et 2 représentent une pièce 1, montée sur un dispositif de fractionnement et d'évacuation du noyau de coulée de pièces de fonderie selon l'invention, comportant un marteau pneumatique 20 à marteau 21, fixé sur un support 3 solidaire d'un bâti 4 disposé de fa- çαn à venir frapper directement la pièce 1 par passage du marteau 21 à travers un orifice 401, ménagé, à cet effet, dans une plaque d'appui
fixe 40 à butée verticale 402, contre laquelle la pièce 1 est maintenue par l'intermédiaire d'une plaque de serrage 41 soumise à l'action d'un vérin à chambre 50, alimenté en basse pression , constituant un cous¬ sin d'air ; la dite plaque d'appui 40 et la dite plaque de serrage 41 font 5 partie d'un récepteur 60, relié au bâti 4 verticalement par quatre bielles 70 à articulation élastique 71 et horizontalement par une bielle 72 reliée, d'une part, à un double excentrique 80 entraîné par un moto-réducteur à vitesse variable 81 et, d'autre part, par l'intermé¬ diaire d'une chape 431 à une plaque de liaison 43 supportant le vérin à o chambre 50, reliant transversalement, en combinaison avec la plaque d'appui 40, deux plaques latérales en forme de col de cygne 61, 62 ; la plaque de serrage 41 est montée, par l'intermédiaire de coulisseaux 411, sur quatre glissières 412 reliant la plaque d'appui 40 à la plaque de liaison 43. 5
Les figures 3 et 4 représentent une pièce montée avec un jeu J sur un dispositif de fractionnement et d'évacuation du noyau de coulée, qui ne diffère de celui représenté sur les figures 1 et 2 que par la présence de manchon 413, formant butée, sur les glissières 412, entre la plaque Q d'appui 40 et la plaque de serrage 41.
En examinant plus en détail les figures 1 et 2, on remarque que, sous réserve que la longueur utile de la bielle 72 ait été préalablement ré¬ glée afin d'obtenir un écartement nécessaire et suffisant entre la pla- 5 que d'appui 40 et la plaque de serrage 41, pour une longueur à vide dé¬ terminée du vérin à chambre 50, les pièces 1 peuvent être directement introduites par le dessus, ou, éventuellement, latéralement, dans l'espace ainsi ménagé entre les deux plaques 40, 41, étant entendu que la butée 402 existant sur la plaque d'appui 40 limite la pénétra- o tion de la pièce 1 dans cet espace, sans qu'il soit nécessaire de recou¬ rir à aucun système de blocage. A noter que sur certaines pièces de forme plane, le serrage des pièces peut s'effectuer directement, sans
interposition de la plaque de serrage 41.
Le récepteur 60 étant alors amené en fin de course vers le marteau pneumatique 20, par action contrôlée sur le double excentrique 80 5 par l'intermédiaire du moto-réducteur 81 , l'opération peut alors com¬ mencer, puisque le marteau 21 du marteau pneumatique 20 peut frap¬ per directement sur la pièce, en passant par l'orifice 401 prévu à cet effet. Ces actions de martelage, à fréquence élevée, sur l'ensemble résonnant, constitué de la pièce 1 avec sa plaque de serrage 41 et du 1 o vérin à chambre 50 à basse pression, provoquent, au voisinage de la fréquence propre de résonance du système, un fractionnement et un décollage du noyau. Ce phénomène de résonance peut être contrôlé par action sur la pression de gonflage du vérin à chambre 50 et sur la fréquence du martelage. 5
Cette opération étant terminée, la désagrégation complète des mor¬ ceaux de noyau peut alors être entreprise, par mise en oeuvre du ba¬ lancement par va-et-vient de la pièce 1 par action sur le récepteur 60 supporté par les bielles verticales 70, par mise en marche continue du o moto-réducteur 81 entraînant le double excentrique 80 qui communi¬ que, au dit récepteur 60, un mouvement horizontal alternatif, de course et de fréquence déterminées par l'intermédiaire de la bielle 72 et de la chape 431 fixée perpendiculairement à la plaque de liaison 43. Les morceaux de noyau, résultant de la fragmentation produite 5 lors de l'opération précédente, subissant des effets d'inertie, qui pro¬ voquent, par entrechoquement, leur désagrégation progressive ; opé¬ ration qui entraîne une certaine érosion des aspérités qui peuvent subsister dans les cavités inaccessibles et un décollement complet des particules sableuses les plus adhérentes, par un effet de "sablage" o bien connu en mécanique.
Sous réserve que la pièce 1 soit présentée en conséquence sur le ré-
cepteur, le sable résultant de la désagrégation du noyau s'écoule par gravité entre les plaques latérales 61, 62 du dit récepteur et les longe¬ rons du bâti 4. Ce sable peut être évacué au fur et à mesure par une bande transporteuse. La fréquence du balancement et son amplitude 5 pourront, respectivement, être réglées, par action sur un régulateur de vitesse et par action sur le double excentrique.
Dans certains cas, l'action de désagrégation des fragments de noyau pourra être encore accrue, par ménagement d'un jeu J entre la plaque o dite de serrage 41 et la pièce 1, par adjonction de manchon 413 de lon¬ gueur appropriée sur les glissières 412 (figures 3 et 4) , ou, comme re¬ présenté sur les figures 5 et 6, par l'intermédiaire de deux vérins 55 et 56, montés en opposition et traversant la plaque de liaison 43, dont la tige 551 de l'un est reliée à la chape 431 et dont la tige 561 de l'autre 5 vient en appui contre la plaque de serrage 41, ou directement contre la pièce 1, pour assurer, à celle-ci, un jeu J contrôlé dans le plan hori¬ zontal ; la plaque de serrage 41 étant ensuite solidarisée à ses glis¬ sières par l'intermédiaire de dispositifs de blocage, incorporés aux coulisseaux 411. Ainsi, le vérin 55 assure l'approche de la plaque de o serrage en fonction de l'épaisseur de la pièce et le vérin 56 assure uni¬ quement le jeu J. cette disposition, qui correspond aux figures 3 à 6, permet d'accroître, encore, l'effet d'inertie et, par conséquent, l'en- trechoquement entre les morceaux de noyau; elle facilite, aussi, l'évacuation du sable, lorsqu'on a affaire à des pièces à architecture 5 interne assez complexe.
Selon le mode de réalisation particulier de l'invention, représenté sur les figures 7 et 8, la pièce 1 se fixe dans le récepteur 60 par l'intermé¬ diaire d'un boîtier 90, monté avec jeu entre la plaque de liaison 43 et la plaque d'appui 40, rendu solidaire des plaques latérales 61 et 62 du récepteur, ou du châssis (comme représenté sur les figures), par l'in¬ termédiaire de quatre biellettes verticales 73 fixées par l'intermé-
diaire d'articulation élastique 71. La pièce est bloquée contre l'un des petits côtés 91 du boîtier, situé vers le marteau pneumatique 20, par l'intermédiaire d'un vérin à chambre 50 prenant appui contre le petit côté opposé 92 du dit boîtier 90, avec interposition, ou non, d'une 5 plaque de serrage 41. Il est possible, ainsi, d'obtenir un balancement combiné de la pièce 1 par l'intermédiaire du récepteur 60 et du boîtier 90, en accompagnant celui-ci de chocs dûs au jeu ménagé entre le boî¬ tier et les plaques de liaison 43 et d'appui 40.
o On comprend qu'il soit intéressant de combiner deux dispositifs, afin qu'ils utilisent, en commun, le double excentrique et son moteur d'en¬ traînement, comme représenté sur les figures 9, 10 et 11.
Les figures 12 à 14 représentent un bâti 1000,190 supportant une cap- suie porte-pièce 200 ou un support de capsule 100 par l'intermédiaire de biellettes 500, de ressorts 700 ou de vilebrequins 180, actionnés respectivement par un vilebrequin 300, une ou plusieurs bielles 400 et un moteur d'entraînement 600.
En examinant plus particulièrement la figure 12, on remarque que la capsule porte-pièce 200 est reliée au châssis 1000 par l'intermédiaire de biellettes 500, qui peuvent être communes avec celles permettant le balancement longitudinal, sous réserve que leurs articulations soient conçues en conséquence (genouillères ou double axe d'articu- lation) ; le balancement latéral étant assuré par la bielle 400, animée d'un mouvement alternatif par l'intermédiaire du vilebrequin 300. Il est évident, pour l'homme de métier, que la fréquence du balancemnt alternatif ainsi créée et entretenue par le moteur 600, pourra être ren¬ due aléatoire par simple variation aléatoire de la vitesse de rotation dudit moteur 600 ; ce qui peut être aisément obtenu par l'intermédiai¬ re d'un variateur électronique, dont le pilotage est assuré en consé¬ quence.
En se reportant à la figure 13, on remarque que, dans ce mode de réali¬ sation, la capsule porte-pièce 200 est reliée au bâti 1000 par l'in¬ termédiaire du vilebrequin 300, en prise directe, sur le dessous de la¬ dite capsule 200, et de deux rangées de ressorts 700, disposées de chaque côté du vilebrequin et assurant le rappel en position verticale de la capsule 200, tout en créant, avec celle-ci, un système vibrant, qui, combiné à une variation aléatoire de la vitesse de rotation du vi¬ lebrequin, obtenue comme indiqué à l'exemple ci-dessus, générera et entretiendra un balancement alternatif aléatoire de ladite capsule porte-pièce 200. Dans ce mode de réalisation, le balancement longi¬ tudinal peut être obtenu par coulissement alternatif du palier 201, re¬ liant la capsule porte-pièce 200 au vilebrequin 300, sur le maneton dudit vilebrequin, sous réserve que la longueur de celui-ci soit prédé¬ terminée en conséquence pour offrir une liberté de coulissemeβtsuffi- santé.
En examinant maintenant la figure 3, on remarque que, dans ce mode de réalisation, le balancement longitudinal et le balancement trans¬ versal du -aipport 100 sont combinés dans le déplacement circulaire du maneton 181 des vilebrequins 180 par rapport à l'arbre d'entraîne¬ ment 182 de ces derniers. Le balancement ainsi obtenu peut être ren¬ du irrégulier et aléatoire, dans ce cas aussi, par variation de la vitesse de rotation du moteur d'entraînement des vilebrequins, utilisant le moyen déjà évoqué dans les autres exemples.
Il faut souligner que, dans les exemples représentés aux figures 12 et 13, la fréquence du balancement longitudinal peut être rendue, elle aussi, aléatoire par variation aléatoire de la vitesse de rotation du moteur affecté à cette fonction.
Le procédé et le dispositif, selon l'invention, concernent, principale-
ment, le débourrage des culasses de moteur à combustion interne, mais rien ne s'oppose à leur utilisation pour l'élimination du noyau d'autres pièces de fonderie présentant la même complexité interne, sous réserve d'adaptations mineures.
Claims
1. Procédé de fractionnement et d'évacuation des noyaux de coulée de pièces de fonderie, faisant appel à des vibrations, caractérisé en ce qu'il consiste à :
5 - appliquer des chocs, à fréquence élevée, directement sur la pièce (1), alors que celle-ci est maintenue en appui contre un matelas pneumatique, pour obtenir le fractionnement du noyau,
- soumettre la pièce (1) à un balancement horizontal alternatif, en o vue d'obtenir la désagrégation totale du noyau et un effet de sa¬ blage des parois internes de la pièce (1),
- éliminer le sable par gravité, au fur et à mesure de la désagrégation du noyau. 5
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le balance¬ ment alternatif résulte de la combinaison d'un mouvement longitudi¬ nal alternatif à un mouvement transversal alternatif.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mouve¬ ment transversal alternatif est apphqué dans un plan parallèle à celui dans lequel le mouvement longitudinal est appliqué.
4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mouve- ment transversal alternatif est appliqué dans un plan perpendiculaire à celui dans lequel le mouvement longitudinal est appliqué.
5. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le ba¬ lancement alternatif de la pièce (1) s'accompagne du rattrapage d'un jeu (J) introduisant un effet d'inertie supplémentaire sur la masse sa¬ bleuse.
6. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le ba- 5 lancement de la pièce s'effectue avec une amplitude réglable de 0 à 10 cm.
7. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'am¬ plitude et la fréquence du balancement varient, au cours de celui-ci, o selon des règles déterminées en fonction de l'architecture interne de la pièce (1) et de la dimension des cavités.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la fréquen¬ ce du balancement est de 0 à 85 Hz. 5
9. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la fré¬ quence du balancement est irrégulière et aléatoire.
10. Dispositif d'application du procédé selon les revendications o 1*5*6 et 7, caractérisé en ce que les chocs, à fréquence élevée, sont ap¬ pliqués directement sur la pièce (1) par l'intermédiaire d'un marteau pneumatique (20), fixé sur un support (3) solidaire d'un bâti (4), dis¬ posé de façon à venir frapper directement la pièce par passage du marteau (21) à travers un orifice (401) ménagé, à cet effet, dans une 5 plaque d'appui fixe (40) contre laquelle la pièce (1) est maintenue par l'intermédiaire d'une plaque de serrage (41) et d'un vérin à chambre (50), alimenté en basse pression, qui constitue le coussin d'air, en ce que le balancement de la pièce (1), selon un mouvement alternatif, est obtenu par l'intermédiaire d'un récepteur (60), comportant la plaque Q d'appui (40), la plaque de serrage (41) et le vérin à chambre(50), re¬ lié au bâti (4) verticalement par quatre bielles (70) et par une bielle (72) actionnée par un double excentrique (80) entraîné en rotation par l'intermédiaire d'un moto-réducteur (81), et en ce que l'élimina¬ tion du sable par gravité s'obtient par le maintien en position verti¬ cale de la pièce (1), par mise en butée de celle-ci contre une butée mé¬ canique (402) solidaire de la plaque d'appui (40).
5
11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le ré¬ cepteur (60) est constitué de deux plaques latérales, en forme de col de cygne (61, 62), reliées entre elles par la plaque d'appui (40) et par une plaque de liaison (43) supportant le vérin pneumatique à chambre o (50) prenant appui, d'une part, contre la plaque de liaison (43) et, d'autre part, contre la plaque de serrage (41) montée, par l'intermé¬ diaire de coulisseaux (411), sur quatre glissières (412) reliant la pla¬ que d'appui (40) à la plaque de liaison (43), perpendiculairement à celles-ci. 5
12. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les bielles verticales (70) sont reliées aux plaques latérales (61, 62) par l'intermédiaire d'articulation élastiques.
o 13. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la bielle horizontale (72) est reliée à la plaque de liaison (43) par l'in¬ termédiaire d'une chape (431).
14. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que deux 5 récepteurs (60) sont montés sur un même bâti, de part et d'autre d'un double excentrique (80) unique, assurant, ainsi, le balancement si¬ multané de deux pièces (1) dans l'alignement de deux marteaux pneu¬ matiques (20) disposés à chacune des extrémités du bâti.
15. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que, lors¬ qu'un jeu (J) doit être ménagé entre la plaque de serrage (41) et la pièce (1), celui-ci est obtenu par le montage de manchon (413), de longueur déterminée en fonction de l'épaisseur de la pièce (1), sur les glissières (412), entre la plaque d'appui (40) et la plaque de serrage (41).
5 16. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que, lors¬ qu'un jeu (J) doit être ménagé entre la plaque de serrage (41) et la pièce (1), celui-ci est obtenu par l'intermédiaire de deux vérins (55 et 56), montés en opposition et traversant la plaque de liaison (43), dont la tige de l'un (551) est reliée à la chape (431) et dont la tige de l'autre 1 o (561) contrôle l'introduction du jeu (J) entre la pièce (1) et la plaque de serrage (41) ; cette dernière (41) étant ensuite rendue solidaire de ses glissières (412) par blocage réalisé au niveau des coulisseaux (411).
5 17. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la pièce (1) se monte dans le récepteur (60) par l'intermédiaire d'un boî¬ tier (90), disposé avec jeu entre la plaque de liaison (43) et la plaque d'appui (40), articulé par rapport aux plaques latérales (61 et 62) du récepteur (60) par l'intermédiaire de biellettes verticales (73) à arti- 0 culation élastique (71) ; la dite pièce (1) étant immobilisée contre l'un des petits côtés (91) du boîtier (90), situé vers le marteau pneu¬ mati ue (20), par l'intermédiaire d'au moins un vérin à chambre (50) prenant appui contre le côté opposé (92) du boîtier.
5 18. Dispositif d'application du procédé selon les revendications 1 à 8 caractérisé en ce que le mouvement alternatif transversal est obtenu par l'intermédiaire d'un vilebrequin (300) relié à une capsule porte- pièce (200) par au moins une bielle (400) en ce que ladite capsule por¬ te-pièce (200) est supportée par un bâti (1000) par l'intermédiaire de o quatre biellettes (500) s'articulant dans des plans perpendiculaires au vilebrequin (300) et en ce que la fréquence du balancement alter¬ natif est rendue irrégulière et aléatoire par variation correspondante de la vitesse de rotation du moteur (600) d'entraînement du vilebre¬ quin (300).
19. Dispositif d'application du procédé selon les revendications 1 à 5 8, caractérisé en ce que le mouvement alternatif transversal est obte¬ nu par l'intermédiaire d'un vilebrequin (300) relié à la capsule porte- pièce (200) par au moins un palier (201) fixé sous cette dernière, et de ressorts^ 700) interposés verticalement entre la capsule porte-pièce (200) et le bâti (1000) et en ce que la fréquence du balancement alter- 0 natif est rendue irrégulière et aléatoire par variation correspondante de la vitesse de rotation du moteur (600) d'entraînement du vilebre¬ quin (300).
20. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que le vile- 5 brequin (300) est disposé dans le plan médian longitudinal de la cap¬ sule porte-pièce (200) alors que les ressorts (700) sont répartis en deux rangées disposées symétriquement par rapport au vilebrequin (300).
o 21. Dispositif d'application du procédé selon les revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le mouvement longitudinal alternatif et le mouvement transversal alternatif sont combinés dans un même mou¬ vement assurant le balancement alternatif d'ensemble par l'intermé¬ diaire de deux vilebrequins (180) disposés verticalement entre un bâ- 5 ti (190) et un support (100) de capsule porte-pièce, et en ce que la fré¬ quence du balancement alternatif est rendue irrégulière et aléatoire par variation correspondante de la vitesse de rotation du moteur d'en¬ traînement des vilebrequins (180).
22. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 21, ca¬ 0 ractérisé en ce que la variation de vitesse du moteur d'entraînement (81,600) est obtenue par l'intermédiaire d'un variateur électronique piloté.
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