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PERFECTIONNEMENTS APPORTES AUX PROCEDES ET AUX INSTALLATIONS DE
FONDERIE.
L'invention a pour objet des perfectionnements apportes aux procédés et dispositif s pour l'assemblage de moules de fonderie par des mo- yens mécaniques et ce en supplément à ceux qui leur ont déjà été apportés par l'objet du brevet principal déposé le 15. décembre 1951 sous le n 396.756.
Elle a pour but, surtoutd' améliorer le rendement et de ré= duire le nombre des opérations nécessaires au fonctionnement d'une instal- lation mécanisée, du genre en question, pour obtenir l'assemblage d'un moule complet, Elle a également pour but de donner au métal fondu, versé dans les moules,le temps nécessaire pour que ce métal puisse se solidifier et se refroidir avant que les chapeau des moules soient enlevés des chas- sis quand ceux-ci avancent au cours du cycle mécanisé par lequel on ob- tient l'assemblage des moules et la fabrication des pièces moulées.
Au poste 4 de l'installation mécanisée, où se fait la mise en place -du chapeau, sont établis des moyens pour enlever automatiquement le chapeau du châssis de chaque moule rempli qui a été amené à ce poste IV.
Des moyens sont prévus pour enlever le chapeau de son châssis et pour diriger le chapeau automatiquement à un secoueur dans lequel il est vidé, ce secoueur étant relié lui-même à la machine établie au poste IV dans laquelle se fait le chargement ou le remplissage des chapeaux avant d'être ramenés à la machine centrale qui fait partie de l'installation pour assembler les moules.
Les moyens perfectionnés par lesquels on effectue l'enlève- ment des chapeaux sont reliés au mécanisme par lequel les chariots, por- tant les moules, sont entraînés pour que, dans le cas où un chapeau man- querait d'être enlevé de son châssis, tout le train de chariots s'arrête
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automatiquement quand cette défaillance se produit.
D'autres buts et avantages apparaîtront au cours de la descrip- tion donnée ci-après et se référant aux dessins ciannexéso
Les figures 1A et 1B, considérées ensemble, montrent en plan une installation pour l'assemblage de moules et qui comporte des moyens pour enlever les chapeaux et une boucle pour le refroidissement des pièces mou- lées, établis selon l'invention, pour obtenir l'assemblage de moules confor- mément à l'objet du brevet principal, l'installation déjà décrite dans ce brevet antérieur étant montrée sur la figure 1B et comprenant une machine de commande centrale entourée de cinq postes coopérants qui alimentent la machine avec des châssis remplis de sable, avec des chapeaux et avec des no- yaux formés à l'aide de sable vert pour des moules assemblés prêts à être remplis.
La figure 2 montre, en perspective, une pièce typique (un cou- de tubulaire) qui peut être coulée dans un moule assemblé dans l'installa- tion montrée schématiquement sur les figures 1A et 1B.
La figure 3 montre, semblablement, les parties constitutives , séparées les unes des autres, d'un moule pour la coulée de deux coudes tu- bulaires analogues à celui de la figure 2, pour des tuyaux de descente ou d'évacuation.
Les figures 4, 5 et 6 montrent, en perspective et en coupe ver- ticale suivant 5-6 figure 4 et en coupe horizontale suivant 6-6 figure 4, comment le moule complet se présente quand le châssis, le noyau et le cha- peau ont été assemblés pour permettre la coulée.
La figure 7 montre, en élévation suivant P-Q-R figure lA, la rampe ascendante de la voie portant les chariots pendant que ceux-ci avan- cent du point P au point Q, après quoi cette voie est en palier jusqu'au point R.
La figure 8 montre, semblablement suivant R-S-T-U figure 1A comment la voie forme une nouvelle rampe ascendante du point S au point T après quoi elle descend du point T, où les chapeaux sont enlevés, jusqu'au point U.
La figure 9 montre, à plus grande échelle et en élévation, comment des tronçons de voie, qui supportent respectivement les chariots des moules et les chapeaux, divergent pour obtenir l'enlèvement du chapeau du châssis quand le moule avance depuis le point T vers le secoueur des chapeaux, cet appareil étant relie au poste IV.
La figure 10 montre,en plan suivant 10-10 figure 9, comment chaque chapeau, au delà du point T, repose par ses barreaux latéraux sur des galets qui roulent sur la voie par laquelle on obtient l'enlèvement des chapeaux, cette voie étant inclinée vers le secoueur dans lequel ces chapeaux sont vidés.
Les figures 11 et 12 montrent, respectivement en coupe suivant 11-11 figure 9 et en coupe suivant 12-12 figure 11, certains détails des chariots portant les moules pour empêcher que ceux-ci reculento
Le séparateur du chapeau et la boucle pour le refroidissement despièces. coulées, qui font l'objet de l'invention, sont montrés, à titre d'exemple, comme faisant partie d'une installation pour l'assemblage de mou- les et pour la coulée de pièces, analogue à celle faisant l'objet du brevet principal.
Cette installation convient à la production de pièces coulées (pleines ou creuses) ayant une grande diversité de dimensions et de formes et convenant à divers usages. Parmi ces pièces, le coude à 90 montré en 10, sur la figure 2, peut être considéré comme étant typique. Pour obtenir cette pièce coulée 10, dans desmoules statiques établis comme à l'ordinaire, les parties constitutives de chaque moule, telles que montrées sur la figure 3, doivent être préparées et assemblées.
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Chaque moule comprend une moitié inférieure 12 dénommée "châs- sis";, une moitié supérieure 14 dénommée chapeau!, du sable vert!! 13 ou ana- logue, qui est tassé en partie dans le châssis 12 et en partie dans le cha- peau 14 en formant des cavités 16 obtenues à l'aide d'un modèle (non montré), et un noyau 15, en sable vert ou autre, qui est logé dans la cavité de mou- lage pour former l'intérieur creux de la pièce moulée 10. Pour l'exemple montré, le modèle et le noyau 15 ont des formes telles que l'on puisse cou- ler simultanément dans chaque moule assemblé 12-14 deux coudes 10 comme visi- ble sur la figure 4.Le noyau 15,en sable vert,'comporte une armature 21 montrée sur les figures 5 et 6.
On voit sur les figures 4, 5 et 6 qu'après que le moule 15 a été logé dans la cavité 16 du châssis, on place le chapeau 14 sur le châssis en le maintenant dans un alignement correct par des ergots 17 qui font sail- lie sur les bouts du châssis et qui viennent se loger dans des trous corres- pondants percés dans des pattes 18 fixées aux bouts du chapeau. Les deux moi- tiés 12 et 14 du moule sont maintenues ensemble en engageant des pinces 19 sur des talons 20 qui sont prévus sur leurs bouts opposés.
Quand les moules sont ainsi assemblés, il subsiste, à l'inté- rieur de ceux-ci, une cavité 22 (figures 5 et 6) dans laquelle le métal fondu est coulé à l'aide d'une cuiller ou poche (non montrée) par un trou 23 (figures 3 et 4) ménagé dan's le sable du chapeau. Le métal fondu coule par le trou 23 et passe horizontalement par.le passage 24 (figures 3 et 6) ménagé dans le sable du châssis pour remplir la cavité 22 qui communique avec ce passage.
Dans le brevet principal on explique que la préparation des parties constitutives du moule,. montrées sur la figure 3, consiste non seu- lement à tasser du sable 13 ou analogue dans le châssis 12 et dans le. cha- peau 14 mais également à manoeuvrer en même temps la boîte à noyau pour former le noyau 15 de la figure 3 et à placer ce noyau dans le châssis 12.
Le châssis 12 et le chapeau 14 doivent tous deux être orientés de manière que leur face de moulage soit abaissée sur son modèle formé par la moitié de la pièce quand le sable 13 est chargé et tassé dans 12 et 14.Avant d'assembler le moule le châssis 12 doit être retourné afin que sa face de moulage se trouve'en haut comme montré sur les figures 4,5 et 6. La moi- tié inférieure 26 (figure 1B) de la boîte à noyau doit avoir sa face de moulage en haut pendant que le noyau 15 est moulé mais doit être retournée en même temps que le châssis 12 pour transférer le noyau 15 hors de la moi- tié de la boîte dans le châssis. Le chapeau 14, rempli de sable, doit en- suite être posé sur le châssis 12, contenant le noyau., et doit être fixé audit châssis pour former le moule complet (figure 4) prêt pour la coulée.
Les parties constitutives du moule sont relativement lourdes (le moule as- semblé de la figure 4 pèse 180 kg) et sont encombrantes (le moule de la fi- gure 4 a comme dimensions internes 65 x 50 cm et sa hauteur est de 35 cm) de sorte que l'ensemble est difficile à manipuler.
Conformément à ce qui est dit dans le brevet principal, la préparation, la manipulation et l'assemblage sont obtenus mécaniquement et d'une manière plus ou moins automatique, ce qui augmente la vitesse d'assemblage du moule et permet d'obtenir divers autres avantages. Les ap- pareils et mécanismes utilisés à cet effet font partie de l'installation montrée schématiquement sur la figure 1B et qui comporte une machine de commande centrale 30.
Cette machine centrale comporte une tourelle qui peut tourner autour d'un axe vertical et porte cinq têtes 60 réparties;, en étant écar- tées de 72 , autour de la tourelle. Chaque tète 60 peut tourner autour d'un axe horizontal, qui est radial par rapport à l'axe de la tourelle. Chaque tête comporte un bras supérieur et un bras inférieur, propres à recevoir un châssis et qui se trouvent dans le prolongement vers l'extérieur de la tête, radialement par rapport à l'axe de la tourelle. Les deux bras de cha- que tête peuvent être rapprochés et écartés l'un de 1?autre: ..
Des moyens sont prévus pour faire avancer chaque fois la tou-
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relle 30 d'un angle de 72 , qui est celui qui sépare les tètes 60, chaque paire de bras d'une tête venant occuper successivement des positions d'ar- rêt, réparties sur un trajet circulaire autour du contour de la tourelle, aux postes désignés respectivement par I-II-III-IV- et V sur la figure 1B.
Au poste I pour la mise en place du châssis 12 on se sert d'une machine de chargement des châssis 160 et de moyens pour introduire dans le bras supérieur de chaque tête 60, qui est arrêtée au porte I, un châssis 12 rempli de sable (figure 3) sa face de moulage 16, qui doit être appliquée sur le modèle, étant orientée vers le bas.
Au poste II,pour la mise en place du noyau, on établit des ma- chines 185-186 propres à former le noyau et des moyens pour introduire dans le bras inférieur de chaque tête 60, qui s'arrête au poste II, une moitié 26 de la boîte à noyau et qui contient le noyau fini 15 qui se trouve à la partie supérieure de cette moitié.
Au poste III, pour l'enlèvement de la boîte à noyau, on prévoit des moyens de commande, qui coopèrent avec la tourelle de la machine cen- trale 30 et qui interviennent pendant qu'une tête 60 est entraînée depuis le poste II au poste III, poar rapprocher d'abord les bras supérieur et in- férieur de cette tête afin d'introduire le noyau 15 dans la cavité de mou- lage 16 du châssis 12 et pour faire tourner ensuite les bras de 1800 autour de l'axe de la tête pour retourner le châssis de manière que son fond soit en bas et que le noyau 15 soit placé sur le châssis avec la moitié 26 de la boîte à noyau au-dessus du noyau. Les deux bras sont ensuite écartés pour soulever la moitié 26 de la boîte et pour la séparer du châssis 12 et du noyau 15 qui repose maintenant dans la cavité de moulage du châssis.
Au poste III sont prévus, en outre, des mécanismes 208-210 et des moyens pour dégager la moitié 26 de la boîte à noyau, qui est mainte- nant vide et inversée, hors du bras supérieur de la tête 60 arrêtée à ce poste pour retourner cette moitié et pour amener un de ses bouts à la place de l'autre et pour la ramener au poste II par les rails 187 inclinés vers le bas et montrés sur la figure 18
Au poste IV se fait la mise en place du chapeau à l'aide d'une machine 240 avec des moyens pour obtenir l'introduction d'un chapeau dans le bras supérieur de la tête 60 pour déposer le chapeau 14 chargé de sable (figure 3) dont la face de moulage est orientée vers le bas.
Au poste suivant V le moule est enlevée Avec la tourelle de la machine centrale 30 coopérènt des moyens de commande actionnés par suite de l'avancement de la tourelle quand la tête 60 se déplace du poste IV au poste V, pour déplacer les bras supérieur et inférieur de la tête, ce qui pose le chapeau 14 sur le châssis 12, la cavité de moulage du chapeau étant posée maintenant au-dessus du noyau 15, supporté par le châssis.
Au poste V sont établis un transporteur 260 et des moyens pour dégager d'entre les deux bras fermés de chaque tête 60 de la tourelle, qui est arrêtée au poste, le moule constitué par le châssis 12, le noyau 15 et le chapeau 14 assemblés de manière indiquée plus haut.
Avec la tourelle de la machine 30 coopèrent d'autres moyens, pour amener, par la tourelle, chaque tête 60 depuis le poste V au poste I et pour écarter les bras supérieur et inférieur pour les préparer à la ré- ception du cycle d'assemblage du moule décrit ci-dessus.
La manipulation du châssis 12, du chapeau 14 et de la moitié 26 de la boîte à noyau à l'aide de la machine 30 est rendue possible en établissant sur chacune des parties du moule des barreaux latéraux 28 (fi- gures 3, 4 et 6). La fixation de ces barreaux 28 aax parois latérales de la pièce correspondante a lieu par soudure ou de toute autre manière ap- propriée.
Les cinq postes I à V sont entourés d'une voie principale 52 formant une boucle ou un circuit fermé pour supporter un nombre relative- ment grand de chariots 33, qui portent des moules et sont reliés ensemble
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pour former un train continu ou non-interrompu. La voie, qui fait partie de l'installation décrite dans le brevet principal, contourne le secoueur 47 des chapeaux et ne comprend pas la boucle de refroidissement et'le disposi- tif pour écarter ou enlever les chapeaux, cette partie supplémentaire de la voie et ce dispositif faisant l'objet de la présente invention et étant mon- trés sur la figure lA.
Pendant le fonctionnement de la machine tous les chariots'33 du train susdit avancent lentement sur la voie dans le sens direct comme in- diqué par des flèches sur les figures lA et 1B. Cet avancement se fait à l'aide d'un mécanisme entraîneur 35 actionné par un moteur 35'. Pour l'exem- ple montré, chaque chariot 33 comporte une plate-forme un peu plus grande que les châssis 12 et les moules assemblés 12-14 à transporter. Chaque plate- forme est supportée par quatre roues (figures 7,, 8, 9) qui roulent sur les rails parallèles de la voie 32 d'une manière appropriée.
Le mécanisme en- traîneur 35 est établi en dessous de la voie 32 et comprend des moyens pour agir sur les chariots successifs 33, ce qui fait avancer tout le train sur la voie à une vitesse, qui peut être choisie entre environ 2,75 m et 7,25 m par minute, une vitesse du chariot d'environ 4,25 m par minute étant typi- que.
Le sable 13 (figures 3, 4, 5, 6) dénommé sable vert, ou toute autre matière de moulage pour charger les châssis 12 et les chapeaux 14 et pour former le noyau 15, est fourni aux postes I, II et IV de la figure 1B depuis une machine préparatrice 37 par des transporteurs aériens (non mon- trés) pour amener le sable préparé depuis la sortie d'un élévateur 38 à des trémies (non montrées) établies aux trois postes susdits, comme décrit en détail dans le brevet principal.
Le sable,recueilli en excès aux postes I, II et IV, est ramené à.la machine 37 par des transporteurs souterrains 43. Ces transporteurs re- çoivent le sable non seulement aux postes I, II et IV mais également au se- coueur 46 des châssis et au secoueur des chapeaux 47. Le sable ramené est fourni à un élévateur 48 qui transporte le sable depuis le niveau souter- rain au sommet d'un collecteur surélevé hors duquel le sable est débité se- lon les besoins pour être mélangé, mouillé et traité convenablement avant d'être ramené ensuite aux postes I, II et IV par les transporteurs aériens 38.
L'installation, montrée sur la figure 1B et ne comportant pas les améliorations qui font l'objet de la présente invention, permet l'as- .semblage automatique des moules d'une manière continue ce qui permet d'ob- tenir une production de pièces coulées à une vitesse élevée.
Il a déjà été dit que les moules 12-14,débités par la machine centrale 30,au poste V, sont transférés successivement à la partie de la voie 32 qui est voisine de ce poste ou en amont de celui-ci si on le dé- sire. Pendant que les moules assemblés avancent le long de la voie 32, le métal est coulé dans les moules de la manière usuelle avant qu'ils n'appro- chent du mécanisme secoueur 47 des chapeaux, établi au poste IV.
On admettait jusqu'ici, lorsque les moules remplis arrivaient au mécanisme 47, que le métal s'était suffisamment solidifié pour que les pinces 19 (figures 3, 4, 5) puissent être enlevées sans changer. Pour cette raison on avait soulevé les chapeaux 14, à proximité de ce mécanisme, pour les écarter des châssis 12 à l'aide d'un treuil mécanique, commandé par un opérateur qui plaçait les chapeaux, par une commande manuelle, sur un se- coueur 47 relié par une voie 241 à la machine pour charger et remplir les chapeaux.
Les châssis contenant les pièces moulées 10, apparentes et so- lidifiées, continuaient à être entraînés par les chariots 33, dans le sens indirect, sur la voie principale 32 en contournant ce mécanisme 47. Ils pas- saient ensuite sous la voie 187 qui ramène les boîtes à noyau de poste III au poste II. Quand les châssis 12,' contenant les pièces coulées 10 s'appro- chaient du secoueur 45 de ces pièces, des ouvriers retiraient avec les cro- chets usuels, les pièces 10 hors du sable détaché en même temps que la ba-
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guette qui a durci dans le trou de coulée. Cette opération, pour retirer les pièces, est également utilisée pour l'installation perfectionnée,comme in- diquée plus loin.
Les pièces 10 et les baguettes qui en sont solidaires, après avoir été retirées, sont placées par les opérateurs sur la grille vibrante du secoueur 45 pour que tout le sable s'en détache de la manière usuelle.' Le sable est recueilli par le transporteur souterrain 43 pour être ramené à la machine préparatrice 37.Pendant le secouage, les baguettes se détachent des'pièces 10 qui, en étant ainsi débarrassées du sable et des baguettes, peuvent être considérées comme étant terminées.
Elles sont alors enlevées'du secoueur 45 et placées sur un transporteur à courroie 340 qui les verse dans un récipient 341,
Après l'enlèvement des pièces coulées 10 (avec leurs baguettes), les châssis contenant encore le sable continuent à se déplacer, dans le sens indirect, sur la voie 32 depuis le secoueur 45 des pièces coulées vers le se- coueur 46 des chapeaux (montré à droite et en haut de la figure 1B).
En cet endroit un opérateur utilise un treuil pour soulever les châssis 12 des cha- riots 33 et les placer sur le secoueur 46 Tout le sable sort ainsi des châs- sis et ceux-ci sont placés avec leur ouverture vers le bas sur la voie de re- tour 161 qui les ramène à la machine de chargement ou de remplissage 160 d'où ils sont engagés dans les bras supérieurs des têtes 60 à mesure que cel- les-ci se présentent au poste I.
Chaque châssis 12, rempli de sable et introduit dans la machine 30 au poste I est amené au poste II où un noyau 15, logé dans une boîte 26, est ajouté au'bras supérieur vide de la tête 60 quand celle-ci s'arrête au poste II. Après avoir été amenés au poste III, le châssis 12 et la boîte 26 sont rapprochés et retournés afin que le noyau 15 repose dans la cavité de moulagé du châssis 12 à l'arrivée au poste III où la boîte 26 est dégagée hors du bras susdit avant de revenir, par la voie de retour 167, au poste II.
En avançant du poste III au poste IV on engage dans le bras su- périeur de la tête un chapeau 14, rempli de sable et qui a traversé aupara- vant une machine de chargement ou de remplissage 240 à laquelle il a été amené par la voie de retour 241 depuis le secoueur 47. Le transfert de cha- que chapeau, depuis un moule rempli posé sur un chariot 33 qui se déplace sur la voie 32, a déjà été expliqué et se fait sous la surveillance d'un opérateur qui commande un treuil mécanique pour soulever le chapeau.
En avançant du poste IV au poste V, les bras de chaque tête 60 se rapprochent pour appliquer le chapeau 14, rempli de sable, sur le châssis 14 et au-dessus du noyau 15 qui repose dans celui-ci. Le moule 12-14 ainsi assemblé atteint alors le poste V. Il est dégagé hors des bras de la tête 60 et, placé sur un chariot vide 33 qui approche sur la voie principale 32. Ce transfert se fait par un opérateur à l'aide d'un treuil mécanique, comme pour l'exemple montré sur la figure 1B, ou par des moyens automatiques. Quand le moule assemblé est posé sur le chariot vide le métal fondu peut être coulé dans le moule comme expliqué plus haut.
On voit que l'installation de la figure 1B ré-utilise successi- vement les différents châssis 12, boites à noyau 26 et chapeaux 14 qui ont été utilisés pour le cycle complet pour l'assemblage des moules, tel que dé- crit plus haut. De même on ré-utilise tout le sable pour charger les châssis 12 et les chapeaux 14 et pour former les noyaux 15. Le cycle susdit est con- tinu et permet non seulement d'augmenter la production de pièces coulées pour une aire de fonderie déterminée mais également de diminuer le temps et le travail nécessaires pour préparer les parties constitutives du moule et pour les assembler pour qu'ils soient prêts pour la coulée.
Une installation industriellement satisfaisante est montrée sur la figure 1B qui, de pair avec les-perfectionnements montrés sur la figure 1A, est capable de préparer, assembler et remplir les moules à une vitesse élevée de 240 pièces par heure, la durée de l'assemblage de chaque moule 'étant seulement de quinze secondes.
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Ceci signifie que toutes les quinze secondes un châssis 12, rempli de sable, est engagé dans le bras supérieur d'une tête 60 au poste I, qu'une boîte à noyau'26 contenant un noyau terminé 15 est introduit dans le bras inférieur d'une tête 60 arrêtée au posté II, qu'une boîte à noyau vide est retirée hors du bras supérieur d'une tête retournée 60 au poste III après quoi cette boîte est retournée elle-même et placée sur la voie 187 pour retourner au poste II, qu'un chapeau 14, rempli de sable, est in- troduit dans le bras supérieur vide de la tête 60 arrêtée au poste IV, qu'un moule assemblé 12-14, est dégagé d'entre les bras rapprochés de la tête 60 qui se trouve au poste V et est prêt à être transféré sur un chariot 33 po- sé sur la voie 32.
La tourelle de commande centrale 30 tourne chaque fois de 72 pour faire avancer les cinq têtes 60 vers les postes suivants, dans le sens de la rotation de la tourelle.
La vitesse des chariots, le long de la voie 32, est choisie de manière telle que quinze secondes soient nécessaires, pour chaque chariot, pour qu'il puisse passer en un point donné et que les châssis puissent être fournis à temps au secoueur 46 relié au poste I, pour que les chariots vides puissent se présenter au bon moment au poste IV pour recevoir les mules as- semblés qui sont alors transférés par ces chariots, à l'endroit où ils sont remplis, pour que les chapeaux 14 (des moules remplis) puissent être enlevés et placés sur le secoueur 47 relié au poste IV et pour que les pièces cou- lées et refroidies 10, enlevées hors des châssis 12, qui ont passé sous la voie pour l'enlèvement des boîtes à noyau, puissent être placées sur le se- coueur 45 qui est relié par le transporteur 340 au récipient ou collecteur 341.
Le fonctionnement, tel que décrit, présente l'avantage, déjà spécifié, d'être continu et de permettre l'augmentation de la vitesse de production d'un ordre aussi élevé que celui indiqué plus haut. Si l'on se sert seulement de l'installation montrée sur la figure 1B, des opérateurs ou ouvriers doivent se trouver aux postes I, II, IV et V (non pas au poste III) et quand la vitesse de fabrication des pièces est élevée, ces pièces n'ont pas suffisamment de temps pour refroidir avant qu'on soit obligé d'en- lever les chapeaux 14 des châssis 12 portés par les chariots 33 quand ceux- ci se présentent devant le secoueur 47 pour les chapeaux.
Les perfectionnements, faisant l'objet de l'invention, sont montrés sur les figures 1A et 7 à 12 et procurent suffisamment de temps aux pièces coulées pour qu'elles puissent refroidir avant que les chapeaux 14 soient enlevés des châssis 12, Ils suppriment la nécessité de la pré- sence d'un opérateur au secoueur 47 relié au poste IV et ils procurent d'au- tres avantages qui seront spécifiés plus loin.
Ces perfectionnements consistent en une boucle de refroidisse- ment 360 formée par la voie 32 sur laquelle circulent les chariots 33 au lieu que ceux-ci contournent directement le secoueur 47 comme dans le bre- vet principal (figure lE). Ils consistent également en une voie à galets ou rouleaux 362, pour l'enlèvement des chapeaux, cette voie étant placée au-dessus du tronçon de retour de la boucle 360, comme montré-sur les fi- gures lA, 8 et 9, qui écarte les chapeaux 14 des châssis 12 et les amène di- rectement au secoueur 47, Ils consistent également en des-moyens comprenant un interrupteur limiteur K pour relier les mécanismes, servant à l'enlève- ment des chapeaux, au moteur 35', qui entraîne les chariots portant les mou- les,
de manière telle que tout le train des chariots soit automatiquement arrêté au cas où un chapeau manquerait d'être enlevé d'un châssis.
On voit sur les figures 1A et 1B que la voie 32, contournant le poste IV. est déviée à l'endroit où se trouve le secoueur 47 et est prolongée par une boucle externe 360 le long de laquelle passent les cha- riots 33 qui portent les moules assemblés depuis le poste V où les moules sont remplis avec du métal fondu débité par une cuiller ou poche. La lon- gueur de cette boucle externe est suffisante pour que le métal fondu puisse refroidir suffisamment avant que les 'chariots s'approchent à nouveau du secoueur 47 à la sortie de la boucle 360.
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Le long de la boucle 360 la voie 32 subit les dénivellations mon- trées sur les figures 7, 8, et 9 depuis le point P au point,Q la voie forme une rampe ascendante (figure 7). En suivant la courbe de la boucle 360 depuis le point Q jusqu'au point R, la voie forme un palier (figure 7).Depuis le point R jusqu'au point S et jusqu'au point T, la voie 32 monte jusqu'au point le plus élevé de son tracé (figure 8) cette élévation étant suffisante pour laisser passer les moules assemblés 12-14, portés par les chariots 33, sous la sortie de la boucle 360 (figure 8). Depuis le point T jusqu'au point U la voie 32 descend en formant deux rampes, comme montré sur la figure 8.
En partant du point T (figures lA, 8-9) on trouve, au-dessus de la voie principale 32, la voie à galets ou rouleaux 362 qui sert à enlever les chapeaux des moules. Cette voie 362 est constituée.comme visible sur les figures lA, 8 à 10 et comprend deux longerons 364-365 portant chacun, sur sa face interne,une série de rouleaux 366 disposés de manière telle que les fa- ces inférieures des barreaux latéraux 28 des chapeaux puissent prendre appui, comme bien visible sur les figures 9 et 10, afin que le poids total du cha- peau soit supporté par ces rouleaux.
Quand chaque moule rempli 12 est amené, par la boucle de la voie 32 au point T, les barreaux 28 d'un chapeau passent entre les séries de rou- leaux 366 et s'engagent sur ceux-ci. La voie 362 est inclinée faiblement vers le bas jusqu'au secoueur 47 des chapeaux alors que la voie 32, portant les chariots, qui se trouve immédiatement en-dessous de la voie 362, est incli- née bien plus fortement. Par conséquent, quand chaque roule assemblé avance au delà du point T (figure 9) le châssis 12 s'écarte, en descendant plus ra- pidement, de son chapeau.. La séparation entre les deux pièces est complète quand les chariots 33 ont avancé seulement sur une distance relativement courte au delà du point T (figure 9).
Une condition essentielle, pour obtenir une telle séparation, est que pour chaque moule assemblé 12-14 les pinces 19 (figure 3) soient en- levées avant qùe le chariot atteigne le point T; Cet enlèvement se fait, de préférence, en un point approprié de la boucle de refroidissement 360, tel que R ou S qui se trouve assez près du point T. Ceci permet au chapeau 14 d'être maintenu rigidement en place, par les pinces 19, sur le châssis 12 pendant une durée plus longue, après le remplissage du moule, que si la boucle 360 n'existait pas.
Pour que chaque châssis 12 reste sur son chariot 33 pendant l'enlèvement du chapeau, on fait comporter à chaque chariot des ergots 368 (figures 9, 11 et 12) portés par des barres de support 369 fixées de chaque côté sur la plateforme du chariot (figures 11 et 12), ces ergots se trou- vant juste derrière la paroi avant du châssis posé sur le chariot 33 au poste V (figure 1B). Ces ergots 368 empêchent le chariot 33 de glisser vers l'avant sous le châssis 12 quand le chapeau 14 est détaché du châssis (figu- res 8 et 9). Toutes les autres forces, qui tendent à faire glisser le châs- sis 12 par rapport au chariot 33, sont compensées fortement par le frottement entre le châssis et les barres 369 qui supportent ce dernier pendant que le chariot avance sur la voie 32.
Il est à noter que les barres 369, fixées sur les plateformes des chariots 33, sont prévues pour faciliter la pose des moules assemblés 12-14, fournis par le poste V (figure 1B), sur les chariots vides 33, qui s'approchent de ce poste, par des moyens automatiques non montrés. Si ces barres 369 ne sont pas nécessaires, les ergots 368 peuvent être fixés direc- tement sur les plateformes ou des moyens analogues peuvent être prévus pour maintenir chaque châssis 12 à un emplacement correct sur le chariot qui le supporte pendant que le chapeau 14 est détaché dudit châssis.
, Après l'enlèvement du chapeau 14, de la manière susindiquée, chaque châssis 12 contenant la pièce coulée 10 continue à être supporté par son chariot 33 au delà du point T le long de la voie 32, qui passe sur la voie à rouleaux 362 vers le point U (figure lA). On voit sur les figu- res 7 et 8 que le point U, au delà de la sortie de la boucle refroidissante 360, se trouve au même niveau que le point P voisin de l'entrée de cette
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boucle. -La rampe, formée à ce niveau, se prolonge uniformément sur la par-' tie restante de la voie 32 autour de la'machine centrale 30(figure 1B), Du point U, chaque châssis, contenant la ou les pièces coulées 10, avance vers le secoueur 45 de ces pièces comme décrit dans le brevet principal..
Chaque chapeau 14, détaché de son châssis 12, avance le long de la voie 362 par l'effet de la pesanteur jusqu'au-dessous du secoueur 47 du chapeau. La figure 9 montre que le secoueur est légèrement incliné vers le bas et que sa pente correspond à celle de l'entrée de la,voie de retour 241 des chapeaux vers la machine 240 (figures 1A-lB) qui sert au 'chargement ou au remplissage de ceux-ci.
Après son enlèvement, chaque chapeau 14 est donc engagé, depuis la voie 362, sur la grille vibrante du secoueur 47 pour que tout le sable soit détaché du chapeau qui glisse sur la surface de la grille et s'engage sur la voie de retour 241 pour aboutir, par gravité, à la machine 240.La sépara- tion automatique des chapeaux d'avec les châssis quand ils sont sur le point d'atteindre le secoueur 47 au poste IV supprime le soulèvement par un treuil et la manipulation des chapeaux, nécessaires jusqu'ici, tout en réduisant le nombre d'opérateurs surveillant la marche de l'ensemble de l'installation.
Les perfectionnements, faisant l'objet de la présente invention, comportent en outre des moyens pour relier le mécanisme pour enlever le cha- peau au moteur 35' qui entraîne les chariots afin que tout le train soit ar- rêté automatiquement au cas où un chapeau ne serait pas détaché de son châs- sis.
A cet effet, on a recours à un interrupteur limiteur K placé. sous un longeron 365 de la voie 362 (figures lA, 9-10). Cet interrupteur est constitué comme à l'ordinaire et son contact mobile 370 (figure lA),est intercalé dans le circuit d'alimentation du moteur 35'. Aussi longtemps que chaque châssis 12 descend avec son chariot 33 en étant 'complètement dé- barrassé de son chapeau 14, l'interrupteur K n'intervient pas et le contact fermé 370 permet l'alimentation du moteur 35'.
Par contre, si un des chapeaux 14 entraîne avec lui, vers le haut, le châssis 12, par exemple parce que les pinces 19 du moule assemblé n'ont pas été enlevées, la paroi latérale du châssis vient agir sur l'in- terrupteur limiteur K et ouvre son contact 370 ce qui interrompt l'alimen- tation du moteur 35' et arrête le mécanisme 35 qui entraîne les chariots 33..
Tout le train s'arrête par conséquent le long de la voie 32. Cet arrêt du train se prolonge jusqu'au moment où le châssis a été détaché du chapeau 14 (figure 9) ou a été écarté autrement de l'interrupteur K. Cet écartement provoque la fermeture du contact 370 ce qui rétablit le circuit alimentant le moteur 35'.
La liaison susindiquée peut, évidemment, être obtenue de dif- férentes autres manières analogues à celle réalisée à l'aide de l'interrup- teur K et de son contact 370 normalement fermé. La fonction essentielle est d'obtenir l'arrêt du mécanisme d'entraînement des chariots quand un chapeau 14 ne se sépare pas de son châssis jusqu'à ce que l'on ait remédié à l'ac- cident.
La figure 1A montre un dispositif avec oeil électrique 372, qui ne fait pas directement partie du dispositif de liaison décrit plus haut, pour compter le nombre de moules assemblés '12-14 qui sont portés par les chariots 33 qui passent en un point donné de la voie principale.
Le fonctionnement de l'ensemble de l'installation résulte déjà plus ou moins de ce qui précède.Il est à noter que les fonc- tions fondamentales des mécanismes,pour l'assemblage des moules et pour la fabrication des pièces coulées n'ont guère été modifiées comparativement à ce qui est spécifié dans le brevet principal.
Par l'interbention'du séparateur de chapeaux et de la boucle de refroidissement, certaines limitations dans le fonctionnement de l'installa- tion primitive ont disparu et certains avantages sont obtenus. La limita- tion la plus importante à laquelle on a remédié est, peut être, la restric-
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tion qui existait jusqu'ici de la vitesse de fabrication des pièces coulées afin que celles-ci puissent durcir et refroidir pendant que les moules as- semblés 12-14 se déplacent depuis l'endroit où ils sont remplis (générale- ment en regard du poste V) jusqu'à leur arrivée au secoueur 47 des chapeaux où, pour l'installation non perfectionnée, les chapeaux 14 devaient être en- levés des châssis 12 et des piècesmulées 10 qu'ils contiennent pour être déposés sur le secoueur 47.
A cause du trajet beaucoup plus long que doivent parcourir les chariots sur la boucle 360. (figure lA) la durée .defefroidissement des piè- ces 10 est prolongée fortement de sorte que la vitesse de fabrication cesse d'être limitée et peut atteindre, avec succès, une valeur élevée.
Il a déjà été dit que pour l'installation primitive un opéra- teur devait se trouver au secoueur 47 pour manoeuvrer un treuil à l'aide du- quel les chapeaux 14 sont soulevés pour être écartés des châssis correspon- dants 12 et pour être posés sur le secoueur 47 relié à la machine de remplis- sage 240 au poste IV.
Avec le dispositif enleveur des chapeaux, comprenant la.voie 362, etc., cet opérateur peut être supprimé car son intervention est rempla- cée par des moyens entièrement automatiques. En pratique ces moyens fonc- tionnent très efficacement et avec un degré de sécurité élevé.
Le dispositif de liaison, comprenant l'interrupteur limiteur K, arrête le mécanisme 35 dans le cas où une défaillance se produit pour l'en- lèvement des chapeaux et tout danger;, qui pourrait résulter de cette défail- lance, est effectivement éliminé.
La technique et les dispositions, faisant l'objet de l'invention ont une grande utilité pratique. Il est à noter, toutefois, que les moyens spécifiques, décrits plus haut, pour l'enlèvement des chapeaux et pour le re- froidissement des pièces cculées ne sont indiqués qu'à titre d'exemple nulle- mentlimitatif ou restrictif.
L'objet de l'invention permet d'obtenir des rendements meilleurs et diminue le nombre opérateurs et ouvriers nécessaires pour faire fonction- ner-l'ensemble de l'installation mécanisée, du genre en question, pour l'as- semblage des moules. Le métal fondu, versé dans les moules, dispose d'un temps amplement suffisant pour durcir et refroidir avant que les chapeaux ne soient séparés automatiquement des châssis à l'aide de moyens établis en re- gard du poste IV. Ces moyens sont agencés de manière telle que chaque cha- peau, détaché d'un châssis, soit amené automatiquement au secoueur sans l'in- tervention d'un opérateuro De plus, ces moyens sont réliés aux organes qui entraînent les chariots portant les moules, pour que tout le-train des cha- riots soit arrêté quand un chapeau n'est pas séparé du moule.
Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'ap- plication non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses par- ,ties, ayant plus spécialement été indiqués ; elleen-embrasse, au contraire, toutes les variantes.
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IMPROVEMENTS TO PROCESSES AND FACILITIES FOR
FOUNDRY.
The object of the invention is to improve the methods and devices for assembling foundry molds by mechanical means, in addition to those which have already been provided to them by the subject of the main patent filed on 15 . December 1951 under number 396.756.
Its main purpose is to improve the efficiency and to reduce the number of operations necessary for the operation of a mechanized installation of the type in question to obtain the assembly of a complete mold. purpose of giving the molten metal, poured into the molds, the time necessary for this metal to solidify and cool before the caps of the molds are removed from the chas- sis as they advance during the mechanized cycle by which one obtains the assembly of the molds and the manufacture of the molded parts.
At station 4 of the mechanized installation, where the cap is put in place, means are established for automatically removing the cap from the frame of each filled mold which has been brought to this station IV.
Means are provided for removing the cap from its frame and for directing the cap automatically to a shaker in which it is emptied, this shaker itself being connected to the machine established at the IV station in which the loading or filling of the hats before being returned to the central machine which is part of the installation to assemble the molds.
The improved means by which the caps are removed are connected to the mechanism by which the carriages, carrying the molds, are driven so that, in the event that a cap fails to be removed from its frame , the whole train of wagons stops
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automatically when this failure occurs.
Other objects and advantages will become apparent from the description given below and with reference to the accompanying drawings.
Figures 1A and 1B, considered together, show a plan of an installation for the assembly of molds and which comprises means for removing the caps and a loop for cooling the molded parts, established according to the invention, to obtain the assembly of molds according to the subject of the main patent, the installation already described in this prior patent being shown in FIG. 1B and comprising a central control machine surrounded by five cooperating stations which feed the machine with filled frames of sand, with hats and with cores formed using green sand for assembled molds ready to be filled.
Figure 2 shows, in perspective, a typical part (a tubular bend) which can be cast in an assembled mold in the plant shown schematically in Figures 1A and 1B.
Figure 3 shows, similarly, the constituent parts, separated from each other, of a mold for casting two tubular elbows similar to that of Figure 2, for downspouts or discharge pipes.
Figures 4, 5 and 6 show, in perspective and in vertical section according to 5-6 Figure 4 and in horizontal section according to 6-6 Figure 4, how the complete mold looks when the frame, the core and the cha- skin have been assembled to allow casting.
Figure 7 shows, in elevation along P-Q-R figure 1A, the ascending ramp of the track carrying the carriages while the latter advance from point P to point Q, after which this track is level up to point R.
Figure 8 shows, similarly following R-S-T-U figure 1A how the track forms a new ascending ramp from point S to point T after which it descends from point T, where the caps are removed, to point U.
Figure 9 shows, on a larger scale and in elevation, how sections of track, which respectively support the mold carriages and the caps, diverge to obtain the removal of the frame cap when the mold advances from point T towards the hat shaker, this device being connected to the IV station.
Figure 10 shows, in plan according to 10-10 Figure 9, how each cap, beyond point T, rests by its side bars on rollers which roll on the track by which the removal of the caps is obtained, this track being tilted towards the shaker in which these caps are emptied.
Figures 11 and 12 show, respectively in section according to 11-11 Figure 9 and in section according to 12-12 Figure 11, some details of the carriages carrying the molds to prevent them from receding.
The hat separator and the loop for the cooling of the parts. castings, which form the subject of the invention, are shown, by way of example, as forming part of an installation for the assembly of molds and for the casting of parts, similar to that which is the subject of the main patent.
This installation is suitable for the production of castings (solid or hollow) having a wide variety of sizes and shapes and suitable for various uses. Of these parts, the 90 ° bend shown at 10 in Figure 2 can be considered typical. To obtain this casting 10, in static molds set up as usual, the constituent parts of each mold, as shown in Figure 3, must be prepared and assembled.
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Each mold includes a lower half 12 called "frame", an upper half 14 called a hat !, green sand !! 13 or the like, which is packed partly in the frame 12 and partly in the cap 14 by forming cavities 16 obtained with the aid of a model (not shown), and a core 15, of sand green or the like, which is housed in the mold cavity to form the hollow interior of the molded part 10. For the example shown, the pattern and the core 15 have shapes such that one can cast simultaneously in each assembled mold 12-14 two elbows 10 as shown in figure 4. The core 15, in green sand, 'comprises a frame 21 shown in figures 5 and 6.
It can be seen in FIGS. 4, 5 and 6 that after the mold 15 has been housed in the cavity 16 of the frame, the cap 14 is placed on the frame while maintaining it in correct alignment by lugs 17 which protrude. binds to the ends of the frame and which are housed in corresponding holes drilled in tabs 18 fixed to the ends of the cap. The two halves 12 and 14 of the mold are held together by engaging clamps 19 on heels 20 which are provided on their opposite ends.
When the molds are thus assembled, there remains, inside them, a cavity 22 (Figures 5 and 6) into which the molten metal is poured with the aid of a spoon or ladle (not shown. ) through a hole 23 (Figures 3 and 4) made in the sand of the hat. The molten metal flows through the hole 23 and passes horizontally through the passage 24 (Figures 3 and 6) formed in the sand of the frame to fill the cavity 22 which communicates with this passage.
In the main patent it is explained that the preparation of the constituent parts of the mold ,. shown in FIG. 3, consists not only of packing sand 13 or the like in the frame 12 and in the. cap 14 but also to operate at the same time the core box to form the core 15 of FIG. 3 and to place this core in the frame 12.
Both frame 12 and cap 14 should be oriented so that their mold face is lowered onto its pattern formed by half the part when sand 13 is loaded and packed into 12 and 14. Before assembling the mold frame 12 should be turned over so that its mold face is up as shown in Figures 4, 5 and 6. The bottom half 26 (Figure 1B) of the core box should have its mold face in. up while the core 15 is molded but must be turned over together with the frame 12 to transfer the core 15 out of half the box into the frame. The cap 14, filled with sand, must then be placed on the frame 12, containing the core., And must be fixed to said frame to form the complete mold (Figure 4) ready for casting.
The constituent parts of the mold are relatively heavy (the assembled mold of figure 4 weighs 180 kg) and are bulky (the mold of figure 4 has internal dimensions 65 x 50 cm and its height is 35 cm). so that the whole is difficult to handle.
In accordance with what is said in the main patent, the preparation, handling and assembly are obtained mechanically and in a more or less automatic manner, which increases the speed of assembly of the mold and makes it possible to obtain various other benefits. The apparatus and mechanisms used for this purpose form part of the installation shown schematically in FIG. 1B and which comprises a central control machine 30.
This central machine comprises a turret which can rotate around a vertical axis and carries five heads 60 distributed i, being spaced 72 apart, around the turret. Each head 60 can rotate about a horizontal axis, which is radial with respect to the axis of the turret. Each head comprises an upper arm and a lower arm, suitable for receiving a frame and which are located in the outward extension of the head, radially with respect to the axis of the turret. The two arms of each head can be brought together and separated from one another: ..
Means are provided to advance the all-
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relle 30 at an angle of 72, which is that which separates the heads 60, each pair of arms of a head successively occupying stop positions, distributed over a circular path around the contour of the turret, at stations designated respectively by I-II-III-IV- and V in FIG. 1B.
At station I for the installation of the frame 12, a frame loading machine 160 and means are used to introduce into the upper arm of each head 60, which is stopped at the door I, a frame 12 filled with sand (Figure 3) its molding face 16, which must be applied to the model, being oriented downwards.
At station II, for the installation of the core, machines 185-186 suitable for forming the core and means are established for introducing into the lower arm of each head 60, which stops at station II, a half 26 of the core box and which contains the finished core 15 which is at the top of this half.
At station III, for the removal of the core box, control means are provided, which cooperate with the turret of the central machine 30 and which intervene while a head 60 is driven from station II to the station. III, in order to first bring the upper and lower arms of this head together in order to introduce the core 15 into the molding cavity 16 of the frame 12 and then to rotate the 1800 arms around the axis of the head to turn the frame so that its bottom is down and the core 15 is placed on the frame with the half 26 of the core box above the core. The two arms are then moved apart to lift the half 26 of the box and separate it from the frame 12 and the core 15 which now rests in the mold cavity of the frame.
At station III are further provided mechanisms 208-210 and means for disengaging the half 26 of the core box, which is now empty and inverted, out of the upper arm of the head 60 stopped at this station for. turn this half over and bring one of its ends in place of the other and bring it back to station II by rails 187 inclined downwards and shown in figure 18
At station IV, the cap is placed using a machine 240 with means for obtaining the introduction of a cap in the upper arm of the head 60 to deposit the cap 14 loaded with sand (figure 3) with the molding face facing down.
At the next station V the mold is removed With the turret of the central machine 30 cooperating control means actuated as a result of the advancement of the turret when the head 60 moves from station IV to station V, to move the upper arms and lower part of the head, which places the cap 14 on the frame 12, the molding cavity of the cap now being posed above the core 15, supported by the frame.
At station V are established a conveyor 260 and means for releasing between the two closed arms of each head 60 of the turret, which is stopped at the station, the mold consisting of the frame 12, the core 15 and the cap 14 assembled. as indicated above.
Other means cooperate with the machine turret 30 to bring each head 60 from the V station to the I station through the turret and to move the upper and lower arms apart to prepare them for the reception of the cycle. assembly of the mold described above.
The manipulation of the frame 12, the cap 14 and the half 26 of the core box by means of the machine 30 is made possible by establishing on each part of the mold side bars 28 (Figures 3, 4 and 6). The fixing of these bars 28 to the side walls of the corresponding part takes place by welding or in any other suitable manner.
The five stations I to V are surrounded by a main track 52 forming a loop or closed circuit to support a relatively large number of carriages 33, which carry molds and are connected together.
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to form a continuous or uninterrupted train. The track, which is part of the installation described in the main patent, bypasses the cap shaker 47 and does not include the cooling loop and the device for spreading or removing the caps, this additional part of the track and this device forming the subject of the present invention and being shown in FIG. 1A.
During the operation of the machine all the carriages'33 of the aforesaid train advance slowly on the track in the direct direction as indicated by arrows in Figures 1A and 1B. This advancement takes place using a drive mechanism 35 actuated by a motor 35 '. For the example shown, each trolley 33 has a slightly larger platform than the frames 12 and the assembled molds 12-14 to be transported. Each platform is supported by four wheels (Figures 7, 8, 9) which roll on the parallel rails of track 32 in a suitable manner.
The driving mechanism 35 is established below the track 32 and comprises means for acting on the successive carriages 33, which makes the whole train advance on the track at a speed, which can be chosen between about 2.75 m and 7.25 m per minute, a carriage speed of about 4.25 m per minute being typical.
The sand 13 (figures 3, 4, 5, 6) called green sand, or any other molding material to load the frames 12 and the caps 14 and to form the core 15, is supplied to stations I, II and IV of the Figure 1B from a preparation machine 37 by air carriers (not shown) to feed the prepared sand from the outlet of an elevator 38 to hoppers (not shown) established at the above three stations, as described in detail in the patent main.
The sand, collected in excess at stations I, II and IV, is returned to the machine 37 by underground conveyors 43. These conveyors receive the sand not only at stations I, II and IV but also at the sewer 46 from the frames and to the hat shaker 47. The returned sand is supplied to an elevator 48 which transports the sand from the subterranean level to the top of an elevated collector out of which the sand is discharged as needed for mixing, wet and suitably treated before being returned to stations I, II and IV by the air carriers 38.
The installation, shown in FIG. 1B and not including the improvements which are the object of the present invention, allows the automatic assembly of the molds in a continuous manner which allows to obtain a production. of castings at high speed.
It has already been said that the molds 12-14, debited by the central machine 30, at station V, are transferred successively to the part of the track 32 which is close to this station or upstream of it if it is de-linked. - sire. As the assembled molds advance along track 32, metal is poured into the molds in the usual manner before they approach the hat shaker mechanism 47, established at station IV.
It was heretofore assumed, when the filled molds reached mechanism 47, that the metal had solidified sufficiently that the clamps 19 (Figures 3, 4, 5) could be removed without changing. For this reason, the caps 14 had been lifted, near this mechanism, to move them away from the frames 12 using a mechanical winch, controlled by an operator who placed the caps, by a manual control, on a se- runner 47 connected by a track 241 to the machine for loading and filling the caps.
The frames containing the molded parts 10, visible and solidified, continued to be driven by the carriages 33, in the indirect direction, on the main track 32 bypassing this mechanism 47. They then passed under the track 187 which returns the core boxes from station III to station II. When the frames 12 containing the castings 10 approached the shaker 45 of these pieces, workers with the usual hooks removed the pieces 10 out of the loose sand together with the bed.
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lookout that has hardened in the taphole. This operation, to remove the parts, is also used for the advanced installation, as discussed below.
The pieces 10 and the rods which are integral with them, after having been removed, are placed by the operators on the vibrating grid of the shaker 45 so that all the sand comes off in the usual manner. The sand is collected by the underground conveyor 43 to be returned to the preparer machine 37. During the shaking, the rods are detached from the pieces 10 which, by being thus freed of the sand and the rods, can be considered to be finished.
They are then removed from the shaker 45 and placed on a belt conveyor 340 which pours them into a container 341,
After removal of the castings 10 (with their rods), the frames still containing the sand continue to move, in the indirect direction, on the track 32 from the shaker 45 of the castings to the seeder 46 of the caps ( shown on the right and top of Figure 1B).
In this place an operator uses a winch to lift the frames 12 of the trolleys 33 and place them on the shaker 46 All the sand thus comes out of the frames and these are placed with their opening down on the track. return 161 which brings them back to the loading or filling machine 160 from where they are engaged in the upper arms of the heads 60 as they arrive at station I.
Each frame 12, filled with sand and introduced into machine 30 at station I is brought to station II where a core 15, housed in a box 26, is added to the empty upper arm of the head 60 when the latter stops. at post II. After being brought to station III, the frame 12 and the box 26 are brought together and turned over so that the core 15 rests in the mold cavity of the frame 12 on arrival at station III where the box 26 is released from the aforesaid arm. before returning, by way of return 167, to post II.
Advancing from station III to station IV, a cap 14 is engaged in the upper arm of the head, filled with sand and which has previously passed through a loading or filling machine 240 to which it has been brought by the track. return 241 from the shaker 47. The transfer of each cap from a filled mold placed on a carriage 33 which moves on track 32 has already been explained and takes place under the supervision of an operator who controls a mechanical winch to lift the hat.
Advancing from the IV station to the V station, the arms of each head 60 come together to apply the cap 14, filled with sand, to the frame 14 and above the core 15 which rests therein. The mold 12-14 thus assembled then reaches the station V. It is released from the arms of the head 60 and, placed on an empty carriage 33 which approaches on the main track 32. This transfer is done by an operator using of a mechanical winch, as for the example shown in FIG. 1B, or by automatic means. When the assembled mold is placed on the empty carriage the molten metal can be poured into the mold as explained above.
It can be seen that the installation of FIG. 1B successively re-uses the different frames 12, core boxes 26 and caps 14 which were used for the complete cycle for the assembly of the molds, as described above. . Likewise, all the sand is re-used to load the frames 12 and the caps 14 and to form the cores 15. The aforesaid cycle is continuous and not only makes it possible to increase the production of castings for a determined foundry area. but also to decrease the time and labor required to prepare the constituent parts of the mold and to assemble them so that they are ready for casting.
An industrially satisfactory plant is shown in Figure 1B which, together with the improvements shown in Figure 1A, is capable of preparing, assembling and filling molds at a high speed of 240 pieces per hour, the duration of assembly. of each mold being only fifteen seconds.
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This means that every fifteen seconds a frame 12, filled with sand, is engaged in the upper arm of a head 60 at station I, that a core box'26 containing a completed core 15 is introduced into the lower arm of 'a head 60 stopped at station II, an empty core box is withdrawn out of the upper arm of a returned head 60 at station III after which this box is returned itself and placed on track 187 to return to station II, that a cap 14, filled with sand, is introduced into the empty upper arm of the head 60 stopped at station IV, that an assembled mold 12-14, is released from between the arms close to the head 60 which is located at station V and is ready to be transferred to a 33-inch cart on track 32.
The central control turret 30 turns 72 each time to advance the five heads 60 to the next stations, in the direction of the rotation of the turret.
The speed of the carriages, along the track 32, is chosen such that fifteen seconds are necessary, for each carriage, so that it can pass at a given point and that the frames can be delivered in time to the connected shaker 46. at station I, so that the empty carts can present themselves at the right time at station IV to receive the assembled mules which are then transferred by these carts, to the place where they are filled, so that the caps 14 (molds filled) can be removed and placed on the shaker 47 connected to the IV station and so that the cast and cooled parts 10, removed from the frames 12, which have passed under the track for removing the core boxes, can be placed on the sewer 45 which is connected by the conveyor 340 to the container or collector 341.
The operation, as described, has the advantage, already specified, of being continuous and of allowing the increase in the production speed of an order as high as that indicated above. If only the installation shown in figure 1B is used, operators or workers should be at stations I, II, IV and V (not at station III) and when the part manufacturing speed is high. , these parts do not have sufficient time to cool before it is necessary to remove the caps 14 from the frames 12 carried by the carriages 33 when the latter come in front of the shaker 47 for the caps.
The improvements, which are the subject of the invention, are shown in Figures 1A and 7 to 12 and provide sufficient time for the castings to cool before the caps 14 are removed from the frames 12. the need for the presence of an operator at the shaker 47 connected to the IV station and they provide other advantages which will be specified later.
These improvements consist of a cooling loop 360 formed by the track 32 on which the carriages 33 circulate instead of the latter directly bypassing the shaker 47 as in the main patent (FIG. 1E). They also consist of a roller or roller track 362, for removing the caps, this track being placed above the return section of the loop 360, as shown in Figures 1A, 8 and 9, which removes the caps 14 from the frames 12 and brings them directly to the shaker 47. They also consist of means comprising a limit switch K to connect the mechanisms, used for removing the caps, to the motor 35 ', which drives the carriages carrying the molds,
such that the whole train of carriages is automatically stopped in the event that a cap fails to be removed from a frame.
We see in Figures 1A and 1B that track 32, bypassing station IV. is diverted to the place where the shaker 47 is located and is extended by an outer loop 360 along which pass the trolleys 33 which carry the molds assembled from the station V where the molds are filled with molten metal debited by a spoon or pocket. The length of this outer loop is sufficient so that the molten metal can cool sufficiently before the carriages again approach the shaker 47 at the exit of the loop 360.
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Along loop 360, track 32 undergoes the drops shown in Figures 7, 8, and 9 from point P to point Q, the track forms an ascending ramp (Figure 7). Following the curve of loop 360 from point Q to point R, the track forms a plateau (figure 7) .From point R to point S and up to point T, track 32 climbs up to at the highest point of its outline (FIG. 8), this elevation being sufficient to allow the assembled molds 12-14, carried by the carriages 33, to pass under the outlet of the loop 360 (FIG. 8). From point T to point U, track 32 descends forming two ramps, as shown in figure 8.
Starting from point T (Figures 1A, 8-9) there is, above the main track 32, the roller track or rollers 362 which serves to remove the caps from the molds. This track 362 is made up, as can be seen in FIGS. 1A, 8 to 10 and comprises two longitudinal members 364-365 each carrying, on its internal face, a series of rollers 366 arranged such that the lower faces of the side bars 28 caps can be supported, as clearly visible in Figures 9 and 10, so that the total weight of the cap is supported by these rollers.
As each filled mold 12 is brought through the loop of track 32 to point T, the bars 28 of a cap pass between and engage the series of rollers 366. Track 362 slopes gently downward to the hat shaker 47 while track 32, carrying the carriages, which is immediately below track 362, slopes much more. Consequently, when each assembled roll advances beyond point T (figure 9) the frame 12 moves away, descending more rapidly, from its cap. The separation between the two parts is complete when the carriages 33 have advanced. only a relatively short distance beyond point T (Figure 9).
An essential condition, in order to obtain such a separation, is that for each assembled mold 12-14 the clamps 19 (FIG. 3) be removed before the carriage reaches point T; This removal is preferably done at an appropriate point of the cooling loop 360, such as R or S which is quite close to the point T. This allows the cap 14 to be held rigidly in place, by the clamps 19. , on the frame 12 for a longer period, after filling the mold, than if the loop 360 did not exist.
So that each frame 12 remains on its carriage 33 during the removal of the cap, each carriage is made to include lugs 368 (FIGS. 9, 11 and 12) carried by support bars 369 fixed on each side on the platform of the carriage. (Figures 11 and 12), these lugs being located just behind the front wall of the frame placed on the carriage 33 at station V (Figure 1B). These lugs 368 prevent the carriage 33 from sliding forward under the frame 12 when the cap 14 is detached from the frame (Figures 8 and 9). All other forces, which tend to slide the frame 12 relative to the carriage 33, are strongly compensated for by the friction between the frame and the bars 369 which support the latter as the carriage advances on the track 32.
It should be noted that the bars 369, fixed on the platforms of the carriages 33, are provided to facilitate the installation of the assembled molds 12-14, supplied by the station V (FIG. 1B), on the empty carriages 33, which approach of this station, by automatic means not shown. If these bars 369 are not needed, the lugs 368 can be attached directly to the platforms or similar means can be provided to keep each frame 12 in a correct location on the carriage which supports it while the cap 14 is detached. of said chassis.
After removing the cap 14, in the above manner, each frame 12 containing the casting 10 continues to be supported by its carriage 33 beyond point T along the track 32, which passes over the roller track 362 towards point U (figure lA). We see in Figures 7 and 8 that the point U, beyond the exit of the cooling loop 360, is at the same level as the point P close to the entry of this
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loop. -The ramp, formed at this level, extends uniformly over the remaining part of the track 32 around the central machine 30 (Figure 1B), From point U, each frame, containing the cast or parts 10, advance towards the shaker 45 of these parts as described in the main patent.
Each hat 14, detached from its frame 12, advances along the track 362 by the effect of gravity to below the shaker 47 of the hat. Figure 9 shows that the shaker is tilted slightly downwards and that its slope corresponds to that of the entry of the return path 241 from the caps to the machine 240 (Figures 1A-1B) which is used for loading or filling these.
After its removal, each cap 14 is therefore engaged, from the track 362, on the vibrating grid of the shaker 47 so that all the sand is detached from the cap which slides on the surface of the grid and engages on the return track 241 to end, by gravity, to the machine 240. The automatic separation of the caps from the frames when they are about to reach the shaker 47 at the IV station eliminates the lifting by a winch and the manipulation of the caps, necessary until now, while reducing the number of operators monitoring the operation of the entire installation.
The improvements, which are the object of the present invention, further comprise means for connecting the mechanism for removing the cover to the motor 35 'which drives the carriages so that the whole train is stopped automatically in the event that a hatch. would not be detached from its frame.
For this purpose, a limit switch K is used. under a spar 365 of track 362 (Figures 1A, 9-10). This switch is constructed as usual and its movable contact 370 (FIG. 1A) is interposed in the supply circuit of the motor 35 '. As long as each frame 12 descends with its carriage 33 being completely stripped of its cap 14, the switch K does not intervene and the closed contact 370 allows power to the motor 35 '.
On the other hand, if one of the caps 14 carries with it, upwards, the frame 12, for example because the clamps 19 of the assembled mold have not been removed, the side wall of the frame acts on the switch. limiter K and opens its contact 370 which interrupts the supply to the motor 35 'and stops the mechanism 35 which drives the carriages 33 ..
The whole train therefore stops along track 32. This stop of the train continues until the moment when the chassis has been detached from the cap 14 (figure 9) or has been otherwise moved away from the switch K. This separation causes the closing of the contact 370 which restores the circuit supplying the motor 35 '.
The above-mentioned connection can, of course, be obtained in various other manners analogous to that carried out with the aid of the switch K and its normally closed contact 370. The essential function is to obtain the stopping of the drive mechanism of the carriages when a cap 14 does not separate from its frame until the accident has been remedied.
FIG. 1A shows a device with electric eye 372, which is not directly part of the connection device described above, for counting the number of assembled molds '12 -14 which are carried by the carriages 33 which pass at a given point of the main track.
The functioning of the whole plant already results more or less from the above. It should be noted that the fundamental functions of the mechanisms, for the assembly of the molds and for the manufacture of the castings have little been modified compared to what is specified in the main patent.
By the intervention of the cap separator and the cooling loop, certain limitations in the operation of the original plant have disappeared and certain advantages are obtained. Perhaps the most important limitation that has been remedied is the restriction.
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tion which hitherto existed of the speed of manufacture of the castings so that these can harden and cool while the assembled molds 12-14 move from the place where they are filled (usually opposite the station V) until they arrive at the shaker 47 of the caps where, for the non-improved installation, the caps 14 had to be removed from the frames 12 and the mulched parts 10 they contain to be placed on the shaker 47.
Because of the much longer distance that the carriages have to cover on the loop 360. (Figure 1A) the cooling time of the parts 10 is greatly extended so that the production speed ceases to be limited and can reach, with success, a high value.
It has already been said that for the original installation an operator had to be at the shaker 47 to maneuver a winch with the aid of which the caps 14 are lifted to be separated from the corresponding frames 12 and to be placed. on the shaker 47 connected to the filling machine 240 at station IV.
With the cap removing device, comprising the channel 362, etc., this operator can be omitted since his intervention is replaced by fully automatic means. In practice, these means operate very efficiently and with a high degree of security.
The linkage device, comprising the limit switch K, stops the mechanism 35 in the event that a failure occurs in removing the caps and any danger which could result from this failure is effectively eliminated.
The technique and the arrangements forming the subject of the invention have great practical utility. It should be noted, however, that the specific means, described above, for removing the caps and for cooling the worked parts are only indicated by way of example in no way limiting or restricting.
The object of the invention makes it possible to obtain better yields and reduces the number of operators and workers necessary to operate the whole of the mechanized installation, of the type in question, for the assembly of the molds. . The molten metal, poured into the molds, has ample time to harden and cool before the caps are automatically separated from the frames using means established with regard to the IV station. These means are arranged in such a way that each cap, detached from a frame, is automatically brought to the shaker without the intervention of an operator. In addition, these means are connected to the members which drive the carriages carrying the molds. , so that the whole train of trolleys is stopped when a hat is not separated from the mold.
As is evident and as it follows moreover from the foregoing, the invention is in no way limited to that of its modes of application or to those of the embodiments of its various parts. , ties, having been more especially indicated; it embraces, on the contrary, all the variants.
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