DISPOSITIF DE DEBOURRAGE ET SYSTEME AUTOMATISE DE DEBOURRAGE LE COMPRENANT .

L'invention concerne un dispositif de débourrage et un système automatisé de débourrage intégrant un tel dispositif de débourrage .

L'invention entre dans le domaine du débourrage de moules non- permanents en fonderie, et plus particulièrement le domaine des dispositifs et systèmes automatisés permettant de mener à bien une telle opération .

Une pièce de fonderie comportant des parties internes creuses est généralement moulée autour d'un mélange de sable et de résine, dit noyau de coulée, permettant de remplir l'espace destiné à rester vide à l'intérieur de la pièce de fonderie souhaitée .

Après coulage de matière autour de ce noyau de coulée, ce dernier est désagrégé par l'action de vibrations. Il est ensuite évacué de la pièce fondue par gravité, au besoin en retournant manuellement la pièce de fonderie obtenue afin d' orienter l'orifice conduisant à la partie interne creuse de la pièce de fonderie, ou orifice de sortie du noyau de coulée, vers le sol.

La manipulation de pièces de fonderie lourdes et encombrantes est en soi déjà problématique.

Il est connu, par la demande de brevet FR 2 850 305, un dispositif de débourrage constitué d'un châssis muni de deux branches et d'un espace permettant d'accueillir une pièce à débourrer, cet espace étant situé à une des extrémités du châssis. Le châssis est entrainé en vibration par au moins un moteur fixé sur ledit châssis, et comporte un dispositif de serrage de la pièce à débourrer monté sur l'une des branches du châssis . Ce dispositif de serrage est constitué par un vérin sur

lequel est monté une plaque de serrage, permettant de serrer la pièce à débourrer entre la plaque et la surface intérieure de l'autre branche du châssis.

Un tel châssis peut également être constitué d'un corps et d'une tête, la tête comprenant les deux branches du châssis et étant solidaire d'une tige traversant le corps du châssis, la tige s 'étendant selon une direction sensiblement parallèle aux deux branches du châssis. La tige est conçue apte à être entrainée en rotation grâce à un moyen moteur, imprimant le même mouvement de rotation à la tête du châssis. Selon cet agencement, la tige définit l'axe de rotation de la tête du châssis. Cet axe est sensiblement perpendiculaire à l'axe de serrage de la pièce à débourrer .

Une telle conception permet avantageusement le pivotement, sur 360°, de la pièce de fonderie serrée au niveau de la tête du châssis, mais selon une trajectoire circulaire dans un plan forcément parallèle à l'axe de serrage de la pièce à débourrer.

Cette conception n'apporte ainsi pas, en ce qui concerne l'évacuation du noyau de coulée désagrégé, une solution à toutes les configurations de positionnement de l'orifice de sortie du noyau de coulée possibles. En effet, pour peu que l'orifice de sortie soit situé dans l'axe de rotation de la tête du châssis tel que précédemment défini, la rotation sur 360° de la pièce de fonderie autour de cet axe ne permettra jamais d'orienter l'orifice de sortie vers le sol.

C'est ainsi dans le cadre d'une démarche inventive que l'on a imaginé un dispositif de débourrage permettant une mise en rotation de la pièce de fonderie maintenue dans le châssis, selon un axe parallèle à l'axe de serrage de la pièce à débourrer, c'est-à-dire une rotation dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe de serrage de la pièce à débourrer.

A cet effet, l'invention concerne un dispositif de débourrage comportant un châssis avec un espace permettant d' accueillir et de maintenir une pièce à débourrer, le châssis étant entrainé en vibration par au moins un moyen moteur, ledit dispositif comportant encore des moyens de serrage de la pièce à débourrer, ledit serrage se faisant par enserrement de la pièce à débourrer, selon un axe dit de serrage, entre deux extrémités en vis-à-vis des moyens de serrage, caractérisé par le fait que les extrémités en vis-à-vis des moyens de serrage sont conçues aptes à la rotation autour d'un axe parallèle à l'axe de serrage, lesdites extrémités étant encore conçues aptes à être d'une part bloquées lors d'au moins deux phases extrêmes de l'opération de maintien de ladite pièce à débourrer, et d'autre part en rotation lors d'au moins une phase intermédiaire auxdites phases extrêmes.

Selon une autre particularité de l'invention, le dispositif de débourrage selon l'invention comprend deux systèmes de rotation disposés aux extrémités en vis-à-vis des moyens de serrage.

Avantageusement, les systèmes de rotation comportent au moins des moyens de réception de la pièce à débourrer, des moyens de support aux moyens de réception, des moyens de solidarisation des moyens de réception aux moyens de support, et des moyens de rotation, lesdits moyens de réception étant mobiles en rotation selon l'axe de serrage dans les moyens de support au travers des moyens de rotation, des moyens de rappel compressibles solidarisant les moyens de réception mobiles en rotation ou les moyens de support avec les moyens de rotation .

Selon un mode de réalisation, l'un des systèmes de rotation est disposé à l'extrémité d'un vérin constitutif des moyens de serrage, et comporte un plateau de rotation destiné à être placé au contact de la pièce à débourrer, ledit plateau de rotation étant engagé de manière axiale dans un support fixe par rapport au vérin, ledit plateau de rotation coopérant avec ledit support

via une couronne antichute, ledit plateau de rotation étant conçu apte à pivoter par rapport au support via un roulement ou analogue .

Selon un mode de réalisation, l'un des systèmes de rotation est disposé à l'extrémité d'un élément de réception constitutif des moyens de serrage, et comporte une couronne destinée à être placée au contact de la pièce à débourrer, ladite couronne de rotation étant montée sur une paroi support fixe par rapport au châssis, ladite couronne de rotation coopérant avec des plots antichute, ladite couronne de rotation étant maintenue en rotation par rapport à la paroi support via des billes porteuses ou analogue .

Les moyens de rappel compressibles peuvent être intercalés entre les moyens de réception de la pièce à débourrer et les moyens de rotation, ou entre les moyens de support aux moyens de réception de la pièce à débourrer et les moyens de rotation.

L'invention concerne encore un système automatisé de débourrage comprenant un ou plusieurs dispositifs de débourrage selon 1' invention .

Les avantages qui découlent de la présente invention consistent, essentiellement, en un dispositif de débourrage permettant, tout en gardant la pièce à débourrer fixée au dispositif, d'éliminer un noyau de coulée dont l'orifice de sortie se trouve selon un axe perpendiculaire à l'axe de serrage de la pièce à débourrer.

En outre, le dispositif de débourrage selon l'invention permet à l'ensemble de ses éléments constitutifs d'être solidaires par serrage lors de la mise en vibration du dispositif.

D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la description qui va suivre se rapportant à un exemple de réalisation donné à titre indicatif et non limitatif .

La compréhension de cette description sera facilitée en se référant aux dessins ci-joints, dans lesquels :

les figures IA et AB sont des représentations en perspective d'un dispositif de débourrage selon l'invention, le dispositif de débourrage étant dans une position précédant une opération de maintien par serrage de la pièce à débourrer dans le dispositif selon l'invention ;

- la figure 2A est une vue en coupe selon II-II du dispositif de débourrage des figures IA et IB ;

les figures 2B et 2C présentent des détails de la figure 2A ;

la figure 3A est une vue similaire à celle de la figure 2A mais avec le dispositif de débourrage dans une position de maintien de la pièce à débourrer correspondant à une phase extrême de l'opération de maintien de ladite pièce à débourrer dans le dispositif selon l'invention;

les figures 3B et 3C présentent des détails de la figure 3A ;

- la figure 4A est une vue similaire aux vues 2A et 3A mais avec le dispositif de débourrage dans une position permettant la rotation de la pièce à débourrer selon un axe parallèle à l'axe de serrage, lors d'une phase intermédiaire dans l'opération de maintien de la pièce à débourrer ;

les figures 4B et 4C présentent des détails de la figure 4A.

Tel que visible sur les figures, la présente invention concerne le domaine des dispositifs permettant le débourrage des moules non-permanents en fonderie, et a trait plus particulièrement à un dispositif de débourrage comportant un châssis 1 avec un

espace 2 permettant d'accueillir et de maintenir une pièce à débourrer 3, le châssis 1 étant entrainé en vibration par au moins un moyen moteur non représenté .

Le dispositif de débourrage selon l'invention comporte encore des moyens de serrage 4 de la pièce à débourrer 3, ledit serrage se faisant par enserrement de la pièce à débourrer 3.

Les moyens de serrage sont constitués par un vérin 41 monté mobile en translation par rapport au châssis 1, et un élément de réception 42 dudit vérin 41.

L'enserrement s'effectue plus particulièrement entre les deux extrémités en vis-à-vis des moyens de serrage 4. Ainsi, 1' enserrement est réalisé selon un axe appelé axe de serrage. Un tel axe est défini par la direction des forces de serrage résultant de l' enserrement de la pièce à débourrer 3 par les deux extrémités en vis-à-vis des moyens de serrage 4. Sur les figures IA et IB, cet axe correspond sensiblement au plan de coupe II-II.

Plus particulièrement, les extrémités en vis-à-vis des moyens de serrage 4 sont conçues aptes à la rotation autour d'un axe parallèle à l'axe de serrage.

A ces fins, aux extrémités en vis-à-vis des moyens de serrage 4 sont disposés deux systèmes de rotation 5 et 6. Ceux-ci sont plus particulièrement représentés sur les figures 2A à 4C .

Selon une particularité de l'invention, les extrémités en vis-à- vis des moyens de serrage 4 sont encore conçues aptes à être d'une part bloquées lors d'au moins deux phases extrêmes de l'opération de maintien de ladite pièce à débourrer 3, et d'autre part en rotation lors d'au moins une phase intermédiaire auxdites phases extrêmes .

Par première phase extrême de l' opération de maintien de la pièce à débourrer 3 , il est entendu la phase consistant à serrer la pièce à débourrer 3 de manière minimale pour que celle-ci soit simplement maintenue dans le dispositif à débourrer selon l'invention, sans autre intervention que celle des moyens de serrage 4 et sans possibilité de rotation de la pièce à débourrer 3 autour d'un axe parallèle à l'axe de serrage.

Par seconde phase extrême de l'opération de maintien de la pièce à débourrer 3, il est entendu la phase consistant à serrer la pièce à débourrer 3 de manière maximale, la force de serrage appliquée conduisant à la solidarisation sans degré de liberté de l'ensemble des éléments composant le dispositif de débourrage selon l'invention ainsi que de la pièce à débourrer 3.

Par phase intermédiaire de l'opération de maintien de la pièce à débourrer 3 , il doit être entendu une phase où la pièce à débourrer 3 est maintenue entre les moyens de serrage 4 avec possibilité de rotation autour d'un axe parallèle à l'axe de serrage .

Avantageusement, le fonctionnement du dispositif de serrage selon l'invention est rendu possible par la conception particulière des systèmes de rotation 5 et 6 selon l'invention.

Chaque système de rotation comprend des moyens de réception de la pièce à débourrer, des moyens de support aux moyens de réception, des moyens de solidarisation des moyens de réception aux moyens de support et des moyens de rotation. Deux réalisations particulières correspondant à deux conceptions possibles sont présentées au travers des systèmes de rotation 5 et 6 respectivement.

Tel qu'illustré sur les figures 2A et 2C, le système de rotation 5 est disposé à l'extrémité du vérin 41.

Le système de rotation 5 comporte un plateau de rotation 51 destiné à être placé au contact de la pièce à débourrer 3.

Le plateau de rotation 51, constitué d'un disque 511 destiné à être mis au contact de la pièce à débourrer 3 et d'un arbre coaxial 512 , est engagé de manière mobile axialement dans un support 52. Ledit support 52 possède en son extrémité une collerette 521 dont la surface extérieure définit un épaulement 522.

Le disque 511 est quant à lui solidaire d'une couronne antichute 53, dont la surface interne définit un épaulement 531.

Ainsi, le support 52 accueille l'arbre 512 et permet de limiter la mobilité axiale du plateau 51 au travers de la coopération de 1' épaulement 522 de la collerette 521 et de l' épaulement 531 de la couronne antichute 53.

En outre, le support 52 permet de contenir les éléments permettant la rotation du plateau 51, en particulier un roulement 54. Ce dernier est disposé autour de l'arbre 512, de manière non solidaire à cet arbre 512 , et prend appui sur le fond du support 52.

Tel qu'illustré sur les figures 2A et 2B, le système de rotation 6 comporte une couronne d' appui et de rotation 61 destinée à être placée au contact de la pièce à débourrer 3.

La couronne 61 est montée libre axialement et en rotation sur une paroi support 62 fixe par rapport au châssis 1.

Selon ce mode de réalisation, le système de rotation 6 associé à la paroi support 62 tient lieu d'élément de réception 42 du vérin 41.

Sur son périmètre extérieur, la couronne 61 comporte un épaulement 611 venant coopérer avec des plots antichute 63 au travers d'un épaulement complémentaire 631. Lesdits plots 63 sont fixement solidaires de la paroi support 62.

La coopération entre la couronne 61 et les plots 63 au travers des épaulements 611 et 631 permet une certaine mobilité axiale de la couronne 61 dans la limite de la butée formée par les plots 63. Selon le mode de réalisation présenté sur les figures , trois plots 63 sont répartis autour de la couronne 61.

Entre la couronne 61 et la paroi support 62 sont disposées des billes porteuses 64 ou analogue, qui assurent le maintien en rotation de la couronne 61 par rapport à la paroi support 62.

Dans les systèmes 5 et 6, les moyens de réception de la pièce à débourrer 3 sont ainsi respectivement constitués par le plateau de rotation 51 et la couronne 61. Les moyens de support aux moyens de réception sont constitués par le support 52 et la paroi support 62. Les moyens de solidarisation des moyens de réception aux moyens de support sont constitués par la couronne antichute 53 et les plots 63. Les moyens de rotation sont quant à eux constitués par le roulement 54 et les billes porteuses 64 ou analogue.

Selon un mode de réalisation, le dispositif de débourrage selon l'invention intègre des moyens de rappel 7 compressibles aux systèmes de rotation 5 et 6.

Les moyens de rappel 7 compressibles sont, au niveau du système de rotation 5, disposés entre le disque 511 et le roulement 54 ou analogue. Plus particulièrement, ils sont constitués par des manchons 71 élastiques disposés parallèlement à l'arbre 512, et intercalés entre le disque 511 et le roulement 54, de longueur au moins égale à la distance maximale entre le disque 511 et le roulement 54.

De tels manchons 71 élastiques permettent, en l'absence de contraintes exercées sur le disque 511 ou le support 52, de repousser le disque 511 mobile axialement dans le sens opposé à celui du fond du support 52 , conduisant à une mise en contact de l'épaulement 522 et de l'épaulement 531. Les frottements résultants d' un tel contact empêchent la libre rotation du disque 511. Par conséquent, le système de rotation 5 se trouve alors non mobile en rotation . Les éléments du système de rotation 5, en particulier le plateau de rotation 51 et le support 52, sont alors, en l'absence de contraintes exercées sur ledit plateau 51 ou support 52, également non mobiles en translation selon l'axe de serrage du fait des manchons 71 élastiques .

Au niveau du système de rotation 6, les moyens de rappel 7 compressibles sont constitués par des manchons 72 élastiques intercalés entre un fond 621 parallèle à la paroi support 62 et les billes porteuses 64 ou analogue, de manière à, en l'absence de contraintes exercées sur la couronne 61 , repousser via les billes porteuses 64, ou analogue, l'épaulement 611 de ladite couronne 61 contre l'épaulement complémentaire 631 des plots 63. Les frottements résultant d'un tel contact empêchent la libre rotation de la couronne 61. Par conséquent, le système de rotation 6 se trouve alors non mobile en rotation .

Accessoirement, selon le mode de réalisation présenté, les manchons 72 élastiques rendent les éléments du système de rotation 6 , en particulier la couronne 61 et la paroi support 62, en l'absence de contraintes exercées sur ladite couronne 61 ou paroi support 62, également non mobiles en translation selon 1' axe de serrage .

On comprend ainsi que, dans les positions des systèmes de rotation 5 et 6 justes décrites et illustrées par les figures IA à 2C, il est aisé pour l'utilisateur d'un dispositif de débourrage selon l'invention de charger une pièce à débourrer 3

entre la couronne 61 et le disque 511, dans la mesure où ni l'un ni l'autre n'est rendu mobile en rotation ou translation par rapport à l'axe de serrage préalablement défini.

Cette configuration est ainsi idéale en première phase extrême de l'opération de maintien de la pièce à débourrer 3 telle que définie plus haut. Dans cette première phase, le positionnement relatif adopté par les éléments des systèmes de rotation 5 et 6, et les contacts entre éléments en résultant, sont identiques à ceux illustrés en figures IA à 2C et détaillés précédemment. Le vérin 41 délivre alors une force de serrage juste nécessaire pour une telle configuration .

Pour autant, il est important que, lors de la mise en marche du dispositif de débourrage selon l'invention, de manière à faire vibrer la pièce à débourrer 3 avec de fortes accélérations pour casser les noyaux de coulée contenus dans la pièce à débourrer 3, l'ensemble des éléments du dispositif de débourrage ainsi que la pièce à débourrer 3 soient maintenus solidaires en vibration. En effet, tout élément qui ne serait pas solidaire de l'ensemble en vibration serait alors soumis à des chocs très violents qui auraient pour conséquence sa destruction à plus ou moins brève échéance .

Ainsi, il est indispensable d'obtenir, notamment dans une seconde phase extrême de l'opération de maintien de la pièce à débourrer 3 correspondant à ce serrage des éléments pour application de vibrations , une solidarisation sans degré de liberté de l'ensemble des éléments composant le dispositif de débourrage selon l'invention ainsi que de la pièce à débourrer 3.

Ceci est réalisé par le dispositif de débourrage selon l'invention. Les figures 3A à 3C illustrent ce qui se passe lorsque la pièce à débourrer 3 est enserrée avec une force de serrage maximale .

Dans cette configuration, l'ensemble des éléments du système de rotation 5 sont solidarisés sans degré de liberté suite à la poussée exercée par le vérin 41. Les manchons 71 élastiques sont compressés et l'épaulement 523 défini par la surface intérieure de la collerette 521 est au contact direct avec le disque 511. Les frottements résultants de ce contact empêchent la libre rotation du disque 511. Par conséquent, le système de rotation 5 se trouve alors non mobile , notamment en rotation . Du fait de la force exercée par le vérin 41, l'ensemble des éléments du système de rotation 5 ne sont pas non plus mobiles en translation, tout degré de liberté est alors aboli.

L'ensemble des éléments du système de rotation 6 sont également solidarisés sans degré de liberté suite à la poussée exercée par la pièce à débourrer 3 via le vérin 41. Les manchons 72 élastiques sont compressés et l'épaulement 612 constitué par le périmètre intérieur des bords de la couronne 61 est au contact direct avec la paroi support 62. Les frottements résultants d' un tel contact empêchent la libre rotation de la couronne 61. Par conséquent, le système de rotation 6 se trouve alors non mobile en rotation. L'ensemble des éléments du système de rotation 6 ne sont pas non plus mobiles en translation. Les billes porteuses 64 sont également solidaires de l'ensemble, enserrées solidairement par la couronne 61 d'une part, et les manchons 72 élastiques compressibles d'autre part.

Une fois dans cette configuration de serrage maximal , le dispositif de débourrage selon l'invention et la pièce à débourrer 3 peuvent sans dommages subir les vibrations nécessaires à la désintégration du noyau de coulée.

Une fois les moyens moteurs permettant de faire vibrer la pièce à débourrer 3 arrêtés, il est avantageux de pouvoir faire pivoter la pièce à débourrer 3 autour d'un axe parallèle à l'axe de serrage, ceci notamment afin d'orienter un orifice de sortie

du noyau de coulée situé selon une direction perpendiculaire à l'axe de serrage vers le sol.

Ceci est rendu possible par le dispositif de débourrage selon l'invention, dans une étape correspondant à une phase intermédiaire de l' opération de maintien de la pièce à débourrer

3 telle que définie précédemment. Les figures 4A à 4C illustrent ce qui se passe lorsque la pièce à débourrer 3 est enserrée avec une force de serrage intermédiaire aux forces utilisées dans les deux phases extrêmes auparavant détaillées.

La force de serrage appliquée par le vérin 41 pour retenir la pièce à débourrer 3 est alors ajustée pour permettre la rotation des systèmes de rotation 5 et 6.

Au niveau du système de rotation 5, les moyens de rappel 71 compressibles exercent un effort de compression à la fois sur le disque 511 et le support 52 via le roulement 54. En diminuant l'effort de serrage appliqué par le vérin 41 par rapport à la phase extrême précédente, il est possible d'amener la collerette 521 du support 52 dans une position intermédiaire où les épaulements 521 et 522 se retrouvent libres de tout contact. En l'absence des frottements présents dans les configurations correspondant aux deux phases extrêmes détaillées auparavant, le disque 511 se retrouve libre d'entrer en rotation.

Au niveau du système de rotation 6, l'ajustement de l'effort de serrage appliqué par le vérin 41 par rapport à l'effort de compression inverse exercé par les moyens de rappel 72 compressibles sur les billes porteuses 64, permet d'amener la couronne 61 dans une position intermédiaire où les épaulements 611 et 612 se retrouvent également libres de tout contact. En l'absence des frottements présents dans les configurations correspondant aux deux phases extrêmes détaillées auparavant, la couronne 61 se retrouve libre d' entrer en rotation .

La rotation des systèmes 5 et 6 rendue possible, la rotation autour d'un axe parallèle à l'axe de serrage de la pièce à débourrer 3 enserrée entre lesdits systèmes devient également possible.

L'apport de l'invention est ici clairement démontré, dans la mesure où, en utilisant des moyens de serrage conventionnels, deux positions seulement peuvent être obtenues : une position de serrage de la pièce à débourrer et une position desserrée où la pièce à débourrer ne peut que tomber.

Les moyens de rappel 7, compressibles jusqu'à permettre le blocage et la solidarisation sans degré de liberté des éléments du dispositif de débourrage selon l'invention, peuvent, dans une phase intermédiaire telle que définie, permettre la rotation tout en maintenant la pièce à débourrer 3 entre les moyens de serrage 4. Dans cette phase , le maintien de la pièce à débourrer 3 se fait uniquement par la pression exercée par les moyens de rappel 7, qui supplée la poussée du vérin 41. Dans cette configuration, la force de serrage est ainsi réduite pour permettre la rotation.

C'est par ailleurs le positionnement axial des moyens de réception de la pièce à débourrer 3, constitués par le plateau de rotation 51 et la couronne 61, par rapport aux moyens de support aux moyens de réception, constitués par le support 52 et la paroi support 62 , qui définit le contact entre les différents épaulements 522 et 531, 523 et 511, 611 et 631, 612 et 52.

Avantageusement, la rotation de la pièce à débourrer 3 pourra être obtenue via des moyens de mise en rotation 8, constitués par exemple d'un doigt de rotation 81 solidaire de la couronne 61, et actionné par un vérin 82, ou dispositif analogue à même finalité , comme illustré en figures IA et IB . Ces moyens de mise en rotation seront avantageusement désolidarisés du châssis 1.

II apparaîtra évident à l'homme du métier que le châssis 1 du dispositif de débourrage selon l'invention pourra être pourvu de tous les instruments nécessaires et utiles ou débourrage, comme par exemple des marteaux de débourrage .

De même, le dispositif selon l'invention s'accommodera sans mal d'un châssis à tête pivotante tel que connu antérieurement.

L'invention concerne encore un système automatisé de débourrage intégrant un ou plusieurs dispositifs de débourrage tels que précédemment décrits .

Un tel système automatisé de débourrage, constitué d'une enceinte avec au moins une porte de chargement de pièces à débourrer 3, peut en outre comporter un ou des robots pour le chargement des pièces à débourrer 3 dans le ou les dispositifs de débourrage que comprend le système automatisé de débourrage.