Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
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L'invention se rapporte a un procedé de moulage d'objets
par amenée d'un matériau au moins pâteux dans un moule ou il se
solidifie.
L'invention se rapporte egalement aux moyens pour la mise
en oeuvre de ce procede ainsi qu'aux installations pourvues de
ces moyens.
Plus particulierement mais non exclusivement l'invention
interesse le moulage d'objets qui sont traditionnellelaent
réalisés en grappe c'est a dire d'objets qui sont constitués
dans une pluralite de cavites dites empreintes alimentees par
des canaux raccordes a un conduit principal d'amenee du materiau
liquide ou pateux tel du metal fondu ou de la matiere plastique.
Pour ce type de fabrication, la masse de nlateriau qui se
solidifie dans les canaux de distribution est souvent voisine,
voire largement superieure a la masse totale des objets obtenus.
Ains~ dans la masse de materiau mise en oeuvre pour chaque
amenee de materiau qu'il soit coule ou injecte, une forte
proportion l'est pratiquement en pure perte a moins que le
materiau solidifie dans les canaux puisse etre recupere ce qui
engendre neanmoins une perte significative de temps et
d'energie.
Pour rem~dier à cet inconvénient, il est connu (brevet français
2.437.901 publié le 30/4/80), d'une part, par construction de prevoir dans
un moule une pluralité d'empreintes equipees de canaux
d'alimentation distincts et debouchant dans un même plan
notamment dans la face anterieure du moule et, d'autre part,
pour alimenter les empreintes, de placer l'ensemble de canaux en
communication avec la surface d'un bain de materiau fondu puis
par depression d'y faire monter ledit materiau jusqu'a remplir
les empreintes.
Dans ce procede, le moule doit être maintenu sensiblement
au contact du bain jusqu'a solidification du materiau dans les
empreintes, ce qui ralentit considerablement les cycles de
coulee de ce type.
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Pour éviter d'avoir à attendre la solidification
du mat~riau dans un moule rempli par dépression, il est
connu (brevet français no. 2.007.747 publié le 13/1/70 ~ de
fermer l'entrée du canal de remplissage sensiblement
l'issue du remplissage du moule.
Cette disposition permet certes d'évacuer le moule
du poste de coulée avant solidification complète du
matériau qu'il contient mais, en revanche une certaine
quantité de ce matériau reste prisonnière du canal
d'alimentation de l'empreinte aussi court qu'il soit.
Un résultat que l'invention vise à obtenir est un
procédé de moulage qui permet d'évacuer chaque moule du
poste d'amenée du matériau sensiblement à l'issue de son
remplissage et d'autre part de réduire considérablement
voire même supprimer les pertes de matériau dans les canaux
d'alimentation.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé
du type précité notamment caractérisé en ce que, avant de
fermer l'entrée de chaque canal d'alimentation d'une cavité,
à l'aide d'au moins un moyen de fermeture, on commence par
fermer la face dite d'attaque d'alimentation du canal de la
cavité considérée puis on chasse le matériau contenu dans
ledit canal d'alimentation notamment vers l'extérieur du
moule.
L'invention a également pour objet des moyens pour
mettre en oeuvre un procédé de moulage d'objets par amenée
d'un matériau au moins pâteux dans au moins une cavité d'un
moule où ledit matériau se solidifie, moyens caractérisés en
ce qu'ils comprennent:
- au moins un moyen de ferme~ure de chaque face
d'attaque d'alimentation de ladite cavité de moulage, et
- au moins un moyen d'expulsion du matériau de
chaque canal d'alimentation du moule après fermeture de la
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2a
face d'attaque avec laquelle communique ce canal.
L'invention a également pour objet des moyens pour
mettre en oeuvre un procédé de moulage d'objets par amenée
d'un matériau au moins pâteux dans au moins une cavité d'un
moule où ledit matériau se solidifie, moyens caractérisés en
ce qu'ils comprennent au moins un mo~en de compensation d'un
retrait du matériau fondu lors de sa solidification, lequel
moyen de compensation comprend d'une part au moins une
cavité supplémentaire de volume équivalent à celui de
retrait du matériau fondu lors de sa solidification compte
tenu d'un volume d'un des objets qui est moulé et, d'autre
part au moins un piston secondaire mu par un moyen moteur et
dont une face qui coopère avec le matériau fondu de manière
à comprimer le matériau fondu dans la cavité a une forme
respectant sensiblement une géométrie d'une face dudit objet
que la face du piston vient former en partie.
L'invention a également pour objet une installa-
tion de coulée pour mettre en oeuvre un procédé de moulage
d'objets par amenée d'un matériau au moins pateux dans au
moins une cavité d'un moule où ledit matériau se solidifie,
installation caractérisée en ce qu'elle comprend:
- au moins une cuve contenant un bain de matériau
fondu, laquelle cuve est ouverte à sa partie supérieure,
- des moyens de maintien à température du bain de
matériau fondu,
- au moins un moyen de déplacement en translation
l'un par rapport à l'autre de la cuve ou du réceptacle qui
doit recevoir le moule de manière à pouvoir immerger au
moins partiellement la cavit~ du moule sous un niveau du
bain de matériau.
L'invention sera bien comprise à l'aide de la
description ci-après faite à titre d'exemple non limitatif
~A ~
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2b
en regard du dessin ci-annexé qui représente
schématiquement:
- figure 1: une installation de coulée,
- figure 2 à 5: vu en coupe transversale, un
moule dans différentes phases de coulée d'un objet,
- figures 6 et 7: des variantes de réalisation
d'un moule permettant la mise en oeuvre de l'invention,
- figure 8: vu en coupe, un détail de réalisation
d'une variante plus spécialement destinée au moulage de
matière plastique,
- figure 9: vu en coupe, un exemple de mise en
oeuvre de l'invention en moulage basse pression,
- figure lo: vue de dessus, une installation
permettant la mise en oeuvre de l'invent~
/
~ '
~5
3 1 33575 1
En se reportant au dessin, on voit un moule 1 comportant
au moins une cavite 2 dans laquelle un materiau fondu 3 peut
etre coule en vue de former après solidification un objet 4.
Tel que cela appara;t egalen~ent (figure 1) le moule
comporte au moins un canal d'alimentation 5 de la cavite 2 avec
le rnateriau 3, lequel canal debouche dans au moins une cavite 2
par une face 6 dite d'attaque d'alimentation ou de coulee et
plus apres simplement dite face d'attaque 6.
Evidemment le canal d'alimentation 5 debouche egalement a
10 l'exterieur du moule par une ouverture d'entree 7 par exemple
situee dans la face anterieure 8 du moule, c'est a dire sa face
inferieure 8 lorsqu'il est oriente en position d'utilisation.
De maniere connue le moule comporte des conduits de
dega~age 9 de la cavite 2 mais pour simplifier le dessin, un
15 seul de ces conduits 9 a éte represente.
Tel que cela apparait (figures 2 a 5) pour remplir la
cavite 2 de materiau fondu, on alimente cette derniere par le
canal 5 puis apres remplissage on ferme l'entree 7 dudit canal
de maniere a retenir le materiau fondu dans la cavite 2 même si
20 ce dernier n'est pas completement solidifie.
Toutefois selon l'invention, de maniere caracteristique,
avant de fermer l'entree 7 de chaque canal d'alimentation 5
d'une cavite 2, a l'aide d'au moins un moyen de fermeture, on
commence par fermer la face dite d'attaque de coulee 6 du canal
25 de la cavite consideree 2 puis, on chasse le materiau fondu 3
contenu dans ledit canal d'alimentation 5 notamment vers
l'exterieur du moule 1.
Conformement a l'invention, on ferme chaque face d'attaque
de coulee 6 en respectant sensiblement la geometrie que l'objet
3G moule 4 doit avoir au niveau de cette face.
Un des avantages du procede de l'invention est que, du
fait de l'elimination des materiaux contenus dans les canaux
dits d'alimentation, on obtient des pieces non re~iees entre
elles lors de l'ouverture du moule, ce qui a cornme effet que le
35 retrait qui se produit lors de la solidification du materiau
moule ne s'excerce que sur le seul volume de la pièce permettant
ainsi de mouler des materiaux à fort pourcentage de retrait tel
~u bronze en multi-empreintes et en moule metallique.
~ 4 1 335751
Un autre avant~ge du procede engendre par le fait que les
objets rr~oules sont rapidement separes du système dit
d'alimentation apres le remplissage des empreintes, est que l'on
puisse disposer une ou plusieurs empreintes autour d'un seul
moyen de fermeture et multiplier les moyens de fermeture dans
une surface de moule disponible, sans pour autant augmenter la
difficulte d'obtention des objets moules de bonne qualite.
Bien que cela ne soit pas represente, le moule peut être
divise en ensembles et/ou sous-ensembles d'empreintes mobiles
10 les uns.par rapport aux autres.
Jusqu'alors cette possibilite technique n'etait applicable
qu'au moulage de matieres plastiques et elle devient donc
applicable aux metaux par la mise en oeuvre du procede selon
l'invention.
Suivant l'invention, si cela est necessaire, lors de sa
solidification dans au moins une cavite 2, on compense le
retrait du materiau fondu 3 et à cet effet :
- avant coulee dudit materiau fondu 3 dans chaque cavite
precitee, en fonction du volume mis en oeuvre, on estime la
20 valeur de retrait du materiau compte tenu de sa nature et des
conditions de coulee telle sa temperature,
- on prevoit au moins indirectement en liaison avec chaque
cavite au moins une cavite supplementaire 20a de volume
sensiblement egal a la valeur du retrait estime et,
- lors de la coulee du matériau dans le moule, on remplit
la cavite 2 et chaque cavite 20a supplementaire qui lui est
associee puis,
- au moins apres fermeture de l'entree de chaque canal
d'alimentation de ces cavites 2, 20a, on chasse progressivement
30 le materiau fondu contenu dans chaque cavite supplementaire 20a
au moins vers la cavite 2 avec laquelle elle est en liaison et
ce notamment en respectant sensiblement la geometrie et les
dimensions de l'objet a ~ormer dans la cavite 2.
Dans un mode preferP de mise en oeuvre du procede de
3~ coulee reprenant l'une des caracteristiques precitees, on
remplit chaque cavite d'un moule par imrnersion de cette cavite
sous le niveau de la surface 10 d'un bain 11 de materiau fondu
.` ~ 5 1 335751
mais, le moule pourrait tres bien être rempli en utilisant une
aùtre technique et par exemple la technique de moulage dite
basse pression.
Conformement a l'invention, selon ce principe, pour
5 remplir au moins une cavité d'au moins un moule :
- on se munit d'au moins un receptacle 12 comprenant d'une
part un fond 13, des parois latérales 14 et une ouverture
d'acces 15 a sa partie superieure 16 et, d'autre part dans son
fond 13 au moins un orifice 17 de section sensiblement egale a
10 celle du canal d'alimentation 5 d'un moule 1 puis,
- on place le moule considere sur le fond 13 du receptacle
12 en mettant en correspondance l'ouverture d'entree 7 du canal
d'alimentation 5 avec l'orifice 17 prevu dans le fond du
receptacle puis,
- on immerge au moins partiellement dans le bain de
materiau fondu le receptacle, c'est a dire totalement son fond
13, s'il ne l'est pas deja et, en tout cas, au moins localement
ses parois laterales 14, ce sur une profondeur P mesuree a
partir de la surface du bain et au moins suffisante pour
20 permettre le remplissage complet de la cavite consideree d'un
moule sous l'effet de la pression du materiau fondu et,
- on maintient cette pression de materiau fondu au moins
sensiblement jusqu'apres avoir ferme toutes les faces d'attaque
de coulee du moule considere.
Evidemment apres avoir ferme toutes les faces d'attaque de
coulee, on fait emerger le receptacle de maniere a annuler la
pression du materiau fondu au niveau de l'orifice 17 du fond, ce
afin de pouvoir retirer le moule du receptacle mais de
preference sans toutefois annuler le contact entre la surface du
3~ bain et le fond du receptacle.
Ce type d'installation de coulee se prête en outre
particulierement bien a l'automatisation de la coulee.
De preference l'entree 7 de chaque canal d'alimentation
coopere avec l'ouverture prevue dans le fond du receptacle par
35 un nez (non represente) assurant l'etancheite entre le moule et
ledit receptacle.
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Lorsque le moule comporte plusieurs canaux d'alimentation
et donc plusieurs entrées 7, le fond du receptacle comporte
autant d'ouvertures agencees selon la même disposition pour
permettre le passage du materiau fondu.
Les moyens pour la mise en oeuvre de l'invention
comprennent principalement :
- au moi ns un moyen de fermeture 18 de chaque face
d'attaque de coulee 6 d'une cavite 2 de moulage et,
- au moins un moyen 19b d'expulsion du materiau retenu
10 dans chaque canal d'alimentation considere ce, apres fermeture
de la face d'attaque avec laquelle communique ce canal.
Selon l'invention le moyen de fermeture 18 de chaque face
de coulee est conçu pour assurer sa fonction en respectant
sensiblement la ~eometrie que l'objet moule doit avoir au niveau
15 de ladite face.
Par exemple si la face d'attaque de coulee est courbe, le
rmoyen de fermeture 18 est a même de generer a une telle forme
courbe.
Dans une forme de realisation, d'une part le canal
20 d'alimentation ~ est au moins localement tangent a l'une des
faces de l'objet moule ce, selon une surface d'etendue au moins
suffisante pour constituer la face d'attaque de coulee de
l'objet et est notamment sensiblement cylindrique et orthogonal
a la face anterieure du moule et d'autre part un piston dit
25 primaire 19, lga coopere avec ce canal de maniere coulissante
pour, par sa face laterale cylindrique 18, venir fermer la face
d'attaque de coulee et par sa face 19b frontale expulser le
materiau fondu du canal considere.
Bien que cela ne soit pas represente en figures 1 a 8, le
30 piston 19, 19a coopere avec un moyen commande de verrouillage en
toutes positions et en tout cas au moins en position de
ferrneture de la face d'attaque.
Dans une autre forme de realisation, lorsque l'objet a
mouler comporte au moins une broche notamment axiale l9a, d'une
3~ part chaque canal d'alimentation ~ est amenage dans le moule
coaxialement a la dite broche 19a de maniere a deboucher dans
l'une des faces de la cavite au niveau desquelles se raccorde
cette broche et, d'autre part chaque broche precitee est montee
mobile en translation sur son axe et comporte un nez 19c a même
7 1 335751
de s'engager dans la canal 5, lequel nez est de section
transversale au moins suffisante pour obturer la face d'attaque
de coulee du canal dans la cavite et de longueur au moins
su~fisante pour, par sa face extrême l9b~ chasser le materiau
5 fondu dudit canal.
Egalement l'invention comprend au moins un moyen 20, 20a,
20b~ 20C, 20d de compensation du retrait du materiau fondu lors
de sa solidification9 lequel moyen comprend d'une part au moins
une cavite 20a de volume equivalent a celui de retrait du
10 materiau fondu lors de sa solidification compte tenu du volume
de l'objet moule et, d'autre part au moins un piston secondaire
20b mu par un moyen moteur 20C et dont la face 20d qui coop~ere
avec le materiau fondu pour en quelque sorte le comprimer dans
la cavite 2 a une forme telle qu'elle respecte la geometrie de
15 la face de l'objet qu'elle vient former en partie.
Le moyen moteur 20C peut par exemple consister en un
verin.
Tel que cela est represente en figure 6, les pistons dits
primaires et secondaires peuvent être coaxiaux ou paralleles
20 mais ils peuvent aussi être quelconques.
Pour simplifier la comprehension de l'invention, les
moules ont ete representes symboliquement et depourvus de tout
moyen non obligatoire pour la mise en oeuvre du procede, tel les
circuits de rechauffage et/ou de refroidissement, les organes de
25 montage et/ou de demontage des parties moulantes du moule,
etc...
En ce qui concerne l'installation de coulee precitee, elle
comprend principalement :
- au moins une cuve 21 contenant le bain de materiau
30 fondu, laquelle cuve est ouverte a sa partie superieure 22,
- des moyens de maintien a temperature du bain de materiau
fondu,
- au moins un moyen 23 de deplacement en translation l'un
par rapport a l'autre de la cuve et/ou du receptacle qui doit
35 recevoir le moule de maniere a pouvoir immerger au moins
partiellement la cavite du moule sous le niveau du bain de
materiau.
~ r~ ;
~ 8 1 335751
De preference, l'installation comprend en outre, entre le
hord superieur de la cuve et la paroi laterale du receptacle, un
moyen 24 d'etancheite notamment en vue de preserver la surface
du bain de materiau du contact avec l'ambiance de
5 l'installation.
Evidemment l'environnement des installations n'est pas
represente mais on conçoit que ce type d'installation se prête
particulierement a l'automatisation des operations de coulee.
En figure 10 on a d'ailleurs represente schematiquement
10 une telle installation.
Dans une variante de realisation plus particulierement
mais non exclusivement destinee aux matieres plastiques (figure
8), le moule 1 comprend toujours des moyens de fermeture 18 de
la face d'attaque 6 d'alimentation de l'empreinte, lesquels
15 r,loyens de fermeture, apres fermeture de la dite face d'attaque
6, poursuivent leur action pour chasser le materiau du canal
d'alimentation 5 jusqu'a l'ouverture d'entree 7 de la face
anterieure 8 du moule 1 au moins indirectement relie a la cuve
21 du materiau au moins pâteux.
Pour une operation de moulage, a l'aide d'un piston 25, le
materiau 3 est chasse de la cuve 21.
Il chasse a son tour les moyens de fermeture 18 jusqu'a ce
qu'ils degagent la face d'attaque 6.
Avantageusement, la face radiale du moyen de fermeture 19
25 contrôlant la face d'attaque 6 presente au moins une fine
rainure 26 d'alimentation de l'empreinte 2.
Les moyens de fermeture comprennent un poussoir 19 et un
nez de poussoir l9c libre en translation par rapport au poussoir
19 dans le canal d'alimentation 5 jusqu'a, d'une part, une butee
30 extrême 27 determinant sa position au terme du mouvement
chassant le materiau du canal d'alimentation 5 et, d'autre part,
un organe (non represente) determinant sa position en cours
d'alimentation de l'empreinte 2 par chaque rainure 26.
Etant separe du poussoir 19, le nez du poussoir 19c peut,
3~ notammen~ a la faveur d'une depression dans la cuve 21, rester
en appui contre sa butee extrêr,le 27 tandis que le poussoir est
releve.
~ n figure 9, on represente un exemple de mise en oeuvre de
l'invention en technique de moulage dite basse pression.
~ ~ 1 335751
On remarque la pluralite de buses 28 qui permettent
l'alimentation du moule a partir d'un four basse pression non
represente.
Evidemment l'environnement des installations n'est pas
5 represente mais on conçoit que ce type d'installation se prête
particulierement a l'automatisation des operations de coulee.
En figure 10 on a d'ailleurs represente schematiquement
une telle installation.
En figure 10 on a donc representé symboliquement les
10 differents postes d'-une telle installation de coulee.
Ces differents postes 30 a 37 sont par exemple relies
entre eux par un moyen 38 de convoyage d'au moins un moule,
lequel moyen reunit les postes de preference en une boucle
fermee.
Au poste 30 s'opere le moulage du materiau tandis qu'au
poste 31 s'effectue la solidification.
Aux postes suivants 32, 33 s'operent l'ouverture puis
l'ejection de la piece formee donc, chaque cavite du moule.
Les postes 34, 35, 36 suivants permettent respectivement
20 d'assurer le nettoyage du moule, l'eventuel changement d'un
outilla~e, l'enduction du moule avec un materiau optimisant la
coulee et/ou le demoulage de chaque piece.
Au dernier poste 37 s'effectue la fermeture du moule.
