EP0139119B2

EP0139119B2 - Procédé et installation pour la compression de matériaux de moulage en forme de grain, par exemple sable de fonderie

Info

Publication number: EP0139119B2
Application number: EP84108988A
Authority: EP
Inventors: Josef Mertes
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-08-02
Filing date: 1984-07-28
Publication date: 1996-11-13
Anticipated expiration: 2004-07-28
Also published as: EP0139119B1; EP0139119A1; ATE37305T1; DE3327822A1; DE3474117D1

Claims

Processus en vue de serrer des demi-produits moulés granuleux, par ex. du sable de fonderie
(a) par une onde de pression d'agent gazeux, par exemple de l'air comprimé, agissant à grande vitesse sur la surface du demi-produit moulé en vrac,

(b) sur lequel l'agent de pression sort régulièrement de buses semblables à des tuyères de Laval les unes à côté des autres donnant sur un système de grille,

(c) qui sont disposées dans une plaque de fond (54) au-dessus de toute la surface (50) des demi-produits moulés,

(d) les ouvertures (53) des buses étant fermées avant le serrage par un poussoir disposé dans un cadre (45) fixé à un piston (41) et les poussoirs (52, 65) étant soulevés pour l'introduction du serrage,

(e) en utilisant des poussoirs de soupapes (52,65) en un matériau élastique, par exemple du caoutchouc, lesquels soutiennent le soulèvement du piston (41) en raison de leur effet ressort, ce qui fait que l'inertie de la masse du piston et du cadre est surmontée avant que les poussoirs ne soient soulevés du siège de soupape à une vitesse de départ définissable et

(f) que chaque jet d'air éclate à la sortie des buses de telle sorte que

(g) les jets d'air sortant les uns à côté des autres se mélangent et

(h) agissent verticalement et qu'ils arrivent à tous les endroits régulièrement comme une onde de pression sur la surface (50) du demi-produit moulé en vrac.
Procédé selon la revendication 1 se caractérisant par le fait que la plaque de fond (54) et/ou la surface du matériau de moulage disposé en vrac (50) - cette dernière action étant provoquée par la plaque-modèle (5) - peuvent être mines l'une par rapport à l'autre en direction verticale.
Procédé selon les revendications 1 et 2 se caractérisant par le fait que la surface (50) du matériau de moulage disposé en vrac peut être légèrement comprimée par la plaque de fond (54) avant la mise en oeuvre de l'onde de compression, afin de réduire les cavités d'air qui s'y trouvent.
Procédé conformément aux revendications 1 et 2 se caractérisant par le fait que la plaque de fond (54) est portée à une distance déterminée (49) par rapport à la surface (50) du matériau de moulage disposé en vrac, avant la mise en oeuvre de l'onde de compression afin d'obtenir une configuration frontale uniforme de l'onde de compression.
Procédé conformément aux revendications 1 et 2 se caractérisant par le fait qu'après la compression de l'onde de pression, une couche de surface (51) fine et un peu moins compressée puisse être soumise à une recompression, et ce par l'intermédiaire de la recompression par la plaque de fond (54) et/ou par l'augmentation de la pression du gaz au-dessus de la surface solide du matériau de moulage (51).
Dispositif pour l'exécution du procédé selon la revendication 1, comprenant une table (3) pour poser une plaque-modèle (5) qui supporte un cadre de moulage (7) et un cadre de remplissage (8), le tout surmonté d'une chambre à gaz comprimé (17), et une plaque de fond (54) comportant des orifices (53) proches les uns des autres et aménagés dans un système de trame en tant que composante de la chambre à gaz comprimé (17), se caractérisant par le fait que des poussoirs de soupapes (52, 65) élastiques referment les orifices (53) très proches les uns des autres dans le système de trame dans la plaque de fond (54), que ces poussoirs de soupapes (52, 65) sont fixés à un cadre (45) de rigidité flexionnelle et également perméable au gaz et que ce cadre (45) est fixé à un piston (41), directement soumis aux effets de la pression du gaz de la chambre a gaz comprimé (17) et que la surperficie de sa coupe transversale est supérieure à la somme de toutes les superficies transversales des orifices (47, 60) dans la plaque de fond (54).
Dispositif selon la revendication 6 se caractérisant par le fait que le piston (41) provoquant l'ouverture et la fermeture des orifices (53) de la plaque de fond (54) est alimenté dans les deux directions par la pression du gaz dans la chambre à gaz comprimé (17) et que de la sorte, aucune source d'énergie extérieure n'est nécessaire.
Dispositif selon les revendications 6 et 7, caractérisé par le fait que sous la détente rapide de la pression, qui ne dure que quelques millisecondes au niveau de l'espace (24) du vérin, le piston (41) est soulevé en quelques millisecondes par la pression gazeuse présente en tant qu'énergie potentielle dans l'espace (24) du vérin et sous l'effet d'élasticité produit par les poussoirs de soupapes élastiques (52, 65).
Dispositif selon les revendications 6 à 8 caractérisé par le fait que les surfaces de glissement (18) et (23) des pistons peuvent être démunies de joints.
Dispositif selon les revendications 6 à 9 se caractérisant par le fait que la cavité creuse (20) du piston et la cavité creuse (21) du vérin constituent des parties intégrantes de la chambre à gaz comprimé (17).
Dispositif conformément à la revendication 6, caractérisé par le fait que les surfaces de joint (61) des poussoirs de soupapes élastiques (65) sont parallèles au plan de la surface intérieure (70) de la plaque de fond (54) afin que la course la plus petite (p.ex. d/4 d'un orifice circulaire (60)) permette d'obtenir une coupe transversale de sortie sans étranglement.
Dispositif selon les revendications 6 et 11, caractérisé par le fait que la plaque de fond (54) présente un grand nombre d'orifices (53) ayant des sections analogues à des tuyères de Laval, disposés dans un système de trame à angles droits et présentant une configuration faisant crever facilement les jets d'air qui s'échappent à une vitesse supersonique au niveau des sorties des tuyères et que ces jets d'air s'entremêlent au cours de la distance définie (49) en formant ainsi une onde de compression frontale.
Dispositif conformément aux revendications 11 et 12 caractérisé par le fait que le cadre (45) situé entre les poussoirs de soupapes (52, 65) évoluant sous ferme conique vers le haut, présente des orifices (14, 57, 67) d'une section supérieure à celle des orifices (47, 60) de la plaque de fond (54) et que les sections (58) entre les poussoirs de soupapes (52, 65) équivalent aux ouvertures (14, 57, 67) pratiquées dans le cadre (45) ou sont supérieures à celles-ci.
Dispositif selon les revendications 6 à 13, caractérisé par le fait que le piston (41) ne doit effectuer qu'une course très minime (d/4 d'un orifice circulaire (47, 60)), pour pouvoir ouvrir toute la section de sortie dans la plaque de fond (54) sans aucun étranglement, ce qui est extrêmement important pour assurer l'indispensable ouverture rapide de l'ensemble de la section de sortie en quelques millisecondes.
Dispositif selon les revendications 6, 11 et 12, se caractérisant par le fait que le cône de soupape (52, 65) est conçu en matériau élastique (64) par exemple en caoutchouc, fixé par vulcanisation sur un noyau en acier (63) et que la tête de vis (62) et le noyau en acier (63) soutiennent le matériau élastique (64) contre les effets de la pression de gaz mise en oeuvre.
Dispositif conformément à l'une des revendications 6 à 15 se caractérisant par le fait qu'une bride (11) suspendue au niveau de la carcasse (15) assure une jonction étanche à la pression entre la carcasse (15) et le cadre de remplissage (8) et que cette bride (11) est pressée sur ledit cadre de remplissage (8) par un effet de ressort pneumatique (44).
Dispositif selon la revendication 16, caractérisé par le fait que la bride (11) présente un joint d'étanchéité (9) par rapport au cadre de remplissage (8) ainsi qu'un joint d'étanchéité (13) par rapport à la carcasse (15).
Dispositif selon les revendications 16 et 17, se caractérisant par le fait que le joint d'étanchéité activable (13) est ancré dans une gorge de la bride (11) et qu'à l'état non activé, grâce à son élasticité il se retire derrière la face intérieure de la bride, de sorte que la carcasse (15) peut être mue par cette bride sans aucun contact et avec un jeu bien défini.
Dispositif selon l'une des revendications 6 à 18, se caractérisant par le fait qu'avec une dimension définie (49), la bride (11) peut être fixée définitivement à la carcasse (15) et ne comporte que le joint d'étanchéité (9).
Dispositif selon les revendications 6 à 12, caractérisé par le fait que chaque poussoir de soupapes (73) peut également disposer de son propre piston de commande (75), selon les revendications 6 à 12, et que le poussoir de soupapes (73) conçu pour une large ouverture de sortie (71) est équipé d'une suspension de joints à rotules (74) ayant un déplacement angulaire de tous côtés, bien défini, présentant un appui plan et parallèle de la zone d'étanchéité (72).
Dispositif selon la revendication 15, se caractérisant par le fait que la masse caoutchouteuse (64a - Fig.5) soutenue par la tête de vis (62) contre les effets de la pression de gaz mise en oeuvre, représente un ressort comprimé par l'effort de verrouillage, ressort qui - par sa précontrainte - renforce l'élévation du piston (41) et du cadre (45) lors du processus d'ouverture et qui a pour effet, par suite de la course élastique, que tout d'abord la masse du piston (41) et du cadre (45) se déplace vers le haut avant que les poussoirs de soupapes (52, 65) décollent du siège des soupapes avec une vitesse initiale définie supérieure à zéro, suite à quoi toute la section de sortie s'ouvre en quelques millisecondes.