CA1335751C - Procede de moulage d'objets, moyens en vue de la mise en oeuvre de ce procede et installations pourvues de ces moyens - Google Patents
Procede de moulage d'objets, moyens en vue de la mise en oeuvre de ce procede et installations pourvues de ces moyensInfo
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Abstract
Procédé de moulage d'objets (4) par amenée d'un matériau au moins pâteux (3) dans au moins une cavité (2) d'un moule (1) où il se solidifie, lequel moule comporte au moins un canal d'alimentation (5) correspondant avec au moins une cavité (2) par une face dite d'attaque d'alimentation (6) et ce depuis l'une des faces du moule notamment sa face antérieure (8) dans laquelle il débouche par une ouverture d'entrée (7), selon lequel procédé à l'issue du remplissage de la cavité (2) avec du matériau fondu, on ferme l'entrée du canal d'alimentation, lequel procédé est caractérisé en ce que, avant de fermer l'entrée (7) de chaque canal d'alimentation (5) d'une cavité (2), à l'aide d'au moins un moyen de fermeture, on commence par fermer la face dite d'attaque d'alimentation (6) du canal de la cavité considérée (2) puis, on chasse le matériau fondu (3) contenu dans le dit canal d'alimentation (5) notamment vers l'extérieur du moule (1).
Description
1 33575 ~
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
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.
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 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 ~
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
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.
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 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 ~
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~
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~ ' ~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.
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 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.
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.
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 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.
Claims (12)
1. 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, lequel moule comporte au moins un canal d'alimentation correspondant avec ladite au moins une cavité par une face dite d'attaque d'alimentation et ce depuis l'une des faces du moule dans laquelle ledit canal débouche par une ouverture d'entrée, selon lequel procédé, après un remplissage de la cavité avec du matériau fondu, on ferme l'ouverture d'entrée du canal d'alimenta-tion, ce procédé étant caractérisé en ce que, avant de fermer l'ouverture d'entrée de chaque canal d'alimentation de chaque 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 fondu contenu dans ledit canal d'alimentation.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que lors de sa solidification dans ladite au moins une cavité, on compense un retrait du matériau fondu et à cet effet:
- avant amenée dudit matériau fondu dans chaque cavité précitée, en fonction d'un volume mis en oeuvre, on estime une valeur de retrait du matériau compte tenu de sa nature et des conditions d'alimentation, - on prévoit au moins indirectement en liaison avec chaque cavité au moins une cavité supplémentaire de volume sensiblement égal à la valeur du retrait estimé et, - lors de l'amenée du matériau dans le moule, on remplit la cavité et chaque cavité supplémentaire qui lui est associée puis, - au moins après fermeture de l'ouverture d'entrée de chaque canal d'alimentation de ces cavités, on chasse progressivement le matériau fondu contenu dans chaque cavité
supplémentaire au moins vers la cavité avec laquelle la cavité supplémentaire est en liaison et ce en respectant sensiblement une géométrie et des dimensions de l'un des objets à former dans la cavité en question.
en ce que lors de sa solidification dans ladite au moins une cavité, on compense un retrait du matériau fondu et à cet effet:
- avant amenée dudit matériau fondu dans chaque cavité précitée, en fonction d'un volume mis en oeuvre, on estime une valeur de retrait du matériau compte tenu de sa nature et des conditions d'alimentation, - on prévoit au moins indirectement en liaison avec chaque cavité au moins une cavité supplémentaire de volume sensiblement égal à la valeur du retrait estimé et, - lors de l'amenée du matériau dans le moule, on remplit la cavité et chaque cavité supplémentaire qui lui est associée puis, - au moins après fermeture de l'ouverture d'entrée de chaque canal d'alimentation de ces cavités, on chasse progressivement le matériau fondu contenu dans chaque cavité
supplémentaire au moins vers la cavité avec laquelle la cavité supplémentaire est en liaison et ce en respectant sensiblement une géométrie et des dimensions de l'un des objets à former dans la cavité en question.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé
en ce qu'on ferme chaque face d'attaque d'alimentation en respectant sensiblement la géométrie que l'un des objets qui est moulé doit avoir au niveau de cette face.
en ce qu'on ferme chaque face d'attaque d'alimentation en respectant sensiblement la géométrie que l'un des objets qui est moulé doit avoir au niveau de cette face.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que pour remplir ladite au moins une cavité d'au moins un moule:
- on se munit d'au moins un réceptacle comprenant d'une part un fond, des parois latérales et une ouverture d'accès à sa partie supérieure et, d'autre part dans son fond au moins un orifice de section sensiblement égale à une section dudit au moins un canal d'alimentation du moule puis, - on place le moule considéré sur le fond du réceptable en mettant en correspondance l'ouverture d'entrée du canal d'alimentation avec l'orifice prévu dans le fond du réceptacle puis, - on immerge au moins partiellement dans un bain de matériau fondu le réceptacle, de manière a immerger totalement son fond et au moins localement ses parois latérales, ce sur une profondeur P mesurée à partir d'une surface du bain au moins suffisante pour permettre un remplissage complet de la cavité considérée du moule sous un effet d'une pression du matériau fondu et, - on maintient cette pression du matériau fondu au moins sensiblement jusqu'après avoir fermé toutes les faces d'attaque d'alimentation formant des faces d'attaque de coulée du moule considéré.
en ce que pour remplir ladite au moins une cavité d'au moins un moule:
- on se munit d'au moins un réceptacle comprenant d'une part un fond, des parois latérales et une ouverture d'accès à sa partie supérieure et, d'autre part dans son fond au moins un orifice de section sensiblement égale à une section dudit au moins un canal d'alimentation du moule puis, - on place le moule considéré sur le fond du réceptable en mettant en correspondance l'ouverture d'entrée du canal d'alimentation avec l'orifice prévu dans le fond du réceptacle puis, - on immerge au moins partiellement dans un bain de matériau fondu le réceptacle, de manière a immerger totalement son fond et au moins localement ses parois latérales, ce sur une profondeur P mesurée à partir d'une surface du bain au moins suffisante pour permettre un remplissage complet de la cavité considérée du moule sous un effet d'une pression du matériau fondu et, - on maintient cette pression du matériau fondu au moins sensiblement jusqu'après avoir fermé toutes les faces d'attaque d'alimentation formant des faces d'attaque de coulée du moule considéré.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que ladite une des faces du moule est sa face antérieure, et l'on chasse le matériau fondu dans ledit canal d'alimentation vers l'extérieur du moule.
en ce que ladite une des faces du moule est sa face antérieure, et l'on chasse le matériau fondu dans ledit canal d'alimentation vers l'extérieur du moule.
6. Procédé selon la revendication 2, caractérisé
en ce que l'on estime la valeur de retrait du matériau compte tenu de sa température.
en ce que l'on estime la valeur de retrait du matériau compte tenu de sa température.
7. 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 fermeture 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 face d'attaque avec laquelle communique ce canal.
- au moins un moyen de fermeture 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 face d'attaque avec laquelle communique ce canal.
8. 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 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.
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.
9. Moyens pour mettre en oeuvre un procédé selon la revendication 7, caractérisés en ce que d'une part le canal d'alimentation est au moins localement tangent à une des faces d'un des objets qui est moulé et ce, selon une surface d'étendue au moins suffisante pour constituer la face d'attaque d'alimentation dudit objet et est sensi-blement cylindrique et orthogonal à une face antérieure du moule et d'autre part un piston dit primaire coopère avec ce canal de manière coulissante pour, par sa face latérale cylindrique, venir fermer la face d'attaque d'alimentation et par sa face frontale expulser le matériau fondu du canal considéré.
10. Moyens pour mettre en oeuvre un procédé selon la revendication 7, caractérisés en ce que lorsque l'un des objets à mouler comporte au moins une broche axiale, d'une part chaque canal d'alimentation est aménagé dans le moule coaxialement à ladite broche de manière à déboucher dans une des faces de la cavité au niveau desquelles se raccorde cette broche et, d'autre part chaque broche précitée est montée mobile en translation sur son axe et comporte un nez à même de s'engager dans le canal, lequel nez est de section transversale au moins suffisante pour obturer la face d'attaque formant une face d'attaque de coulée du canal dans la cavité et de longeur au moins suffisante pour, par sa face extrême, chasser le matériau fondu dudit canal.
11. Installation de coulée 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, 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 cavité du moule sous un niveau du bain de matériau.
- 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 cavité du moule sous un niveau du bain de matériau.
12. Installation selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre, entre un bord supérieur de la cuve et une paroi latérale du réceptacle, un moyen d'étanchéité en vue de préserver une surface du bain de matériau d'un contact avec l'ambiance de l'installation.
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| EP0359611A1 (fr) | 1990-03-21 |
| DE68901902D1 (de) | 1992-07-30 |
| FR2635995A1 (fr) | 1990-03-09 |
| JPH02137663A (ja) | 1990-05-25 |
| ATE77576T1 (de) | 1992-07-15 |
| ES2033538T3 (es) | 1993-03-16 |
| DE68901902T2 (de) | 1993-01-14 |
| EP0359611B1 (fr) | 1992-06-24 |
| FR2635995B1 (fr) | 1991-10-04 |
| US5072772A (en) | 1991-12-17 |
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