Plaque modèle pour la réalisation de moules destinés à la fabrication par fonderie au sable de joints-glaces ou pièces similaires présentant un bourrelet en contre-dépouille

L'invention concerne la fabrication par fonderie au sable de pièces présentant des parties en contre-dépouille, et plus particulièrement de joints-glaces ou pièces similaires présentant une excroissance en forme de bourrelet annulaire.

Pour résoudre ce problème, on connaît déjà, d'après le document FR-A-2 147 163 au nom de CATERPILLAR, une plaque modèle dont chaque modèle comporte un enrobage en caoutchouc se terminant à la partie supérieure en contre-dépouille par une partie uniquement en caoutchouc pour être suffisamment flexible afin de permettre l'extraction du modèle sans arrachement du sable entourant cette partie flexible. Toutefois, il faut pour que cette extraction soit possible sans arrachement, que le sable soit suffisamment durci pour avoir la cohésion nécessaire afin d'imposer cette flexion au rebord en caoutchouc.

Pour éviter cette contrainte, on connaît également, d'après le document DE-A-29 40 171 au nom de GOETZE, une plaque modèle similaire dans laquelle le rebord flexible présente une forme au repos sans contre-dépouille et se trouve évasé par flexion vers l'extérieur sous le seul effet de la pression du sable lors du compactage du moule. Toutefois, cet évasement par flexion présente un caractère quelque peu aléatoire, le déplacement des particules de sable lors du compactage n'étant pas un phénomène parfaitement homogène, de sorte que la forme obtenue n'est pas parfaitement régulière.

Le but de l'invention est d'éliminer les inconvénients précédents, c'est-à-dire de réaliser une plaque modèle formant dans le sable l'emplacement pour un bourrelet en contre-dépouille lors de la compression du sable, mais ne présentant plus de contre-dépouille lors de l'extraction du moule ou du modèle, et dont la géométrie de la forme ainsi obtenue soit parfaitement maîtrisée et indépendante des aléas des conditions opératoires.

Pour cela, l'invention consiste essentiellement à constituer la pièce déformable sous la forme d'une bague annulaire pincée entre une pièce extérieure fixe et une pièce intérieure mobile axialement.

En particulier l'invention prévoit déréaliser chaque modèle de la plaque en trois parties, dont une pièce extérieure fixe présentant le profil extérieur de la pièce depuis le plan de joint jusqu'à la naissance du bourrelet, et présentant intérieurement un alésage légèrement plus grand que celui de la pièce, une pièce intérieure encastrée dans la plaque modèle et mobile axialement sur une faible course définie par des butées mécaniques entre une position sortie, vers laquelle elle est rappelée par des moyens élastiques, et une position rentrée vers laquelle est est repoussée par la pression du sable lors du compactage, cette pièce intérieure mobile comportant intérieurement un alésage borgne au diamètre intérieur de la pièce à mouler et dont le fond se trouve dans ladite position rentrée au niveau du plan de référence de la plaque modèle, la surface extérieure de cette pièce intérieure s'ajustant pour coulisser dans l'alésage intérieur de la pièce extérieure sur au moins la hauteur de cette dernière et se terminant à la partie supérieure par un rebord dépassant vers l'extérieur, et enfin un anneau d'élastomère monté à la périphérie de cette pièce intérieure, entre ledit rebord et l'extrémité de la pièce extérieure, cet anneau en élastomère ayant une forme au repos remplissant entièrement l'espace compris entre ledit rebord et ladite partie supérieure de la pièce extérieure dans ladite position sortie, sans présenter de contre-dépouille sur l'extérieur, de manière à subir dans la position rentrée une déformation par compression axiale et expansion transversale vers l'extérieur afin de constituer ledit emplacement du bourrelet.

Cette bague annulaire en élastomère, ainsi que l'emplacement qui lui est destiné, présentent de préférence une section assurant sa retenue, par exemple une section en queue d'aronde.

D'autres particularités de l'invention apparaîtront dans la description qui va suivre d'un mode de réalisation pris comme exemple et représenté sur le dessin annexé, sur lequel :

• la figure 1 est une coupe de la plaque modèle selon l'axe d'un des modèles, en position sortie;
• la figure 2 est une coupe correspondante en position rentrée;
• les figures 3 et 4 représentent des détails à plus grande échelle, respectivement, des figures 1 et 2.

On voit sur les figures la plaque modèle 1 qui comporte en général plusieurs modèles dont un seul est représenté. Sur cette plaque est fixée par des moyens usuels et, éventuellement, encastrée, la pièce extérieure 2 dont la partie dépassant au-dessus du plan de référence 3 de la plaque modèle 1 présente un profil extérieur 4 représentant la forme extérieure de la pièce à obtenir depuis le plan de référence 3 jusqu'au point 5 qui correspond à la naissance du bourrelet en contre-dépouille. Intérieurement, cette pièce extérieure 2 est délimitée par un alésage 6 d'un diamètre légèrement supérieur à l'alésage de la pièce à mouler.

On voit d'autre part la pièce intérieure 7 qui est partiellement encastrée dans la plaque modèle 1 et qui est montée mobile axialement pour une faible course parfaitement définie entre des butées mécaniques. Par exemple, en position sortie, représentée sur la figure 1, ces butées peuvent être constituées par les têtes 8 de vis épaulées 9 qui viennent buter sur la plaque modèle sous l'effet de ressorts 10, par exemple concentriques aux vis 9. Dans la position rentrée représentée sur la figure 2, ce peut être tout simplement le dessous de la pièce 7 qui vient buter dans le fond du logement d'encastrement prévu dans la plaque 1. Eventuellement, un guidage central 11 coulissant dans un palier longitudinal 12, peut améliorer le parallélisme du mouvement.

La pièce intérieure mobile 7 comporte un alésage intérieur borgne 13 dont le diamètre est celui de la pièce à mouler, et dont le fond 14 se trouve, en position rentrée selon la figure 2, au niveau exact du plan de référence 3 de la plaque modèle 1. La surface extérieure 15 de cette pièce intérieure 7 est ajustée pour coulisser à l'intérieur de l'alésage 6 de la pièce extérieure fixe 2, au moins sur toute la hauteur de cette dernière, et la paroi cylindrique 16 de faible épaisseur ainsi ménagée entre les alésages 6 et 13 se termine à son extrémité libre par un rebord 17 dépassant vers l'extérieur sans jamais dépasser le diamètre du cercle 5 représentant la limite du bourrelet.

La partie supérieure de la surface cylindrique 15 de la paroi 16 définit, avec les surfaces en regard 18 du bord supérieur de la pièce fixe 2 et 19 du rebord 17 de la pièce mobile 7, les trois côtés d'une section, de préférence en forme de queue d'aronde, dans laquelle vient s'insérer exactement une bague annulaire 20 en élastomère dont le diamètre extérieur, en position de repos, c'est-à-dire par conséquent dans la position sortie représentée sur la figure 1, ne dépasse pas ou est inférieur au diamètre du cercle 5 défini précédemment, de manière à ne présenter aucune contre-dépouille. Ce diamètre extérieur de la bague 20 est même de préférence légèrement inférieur à celui du cercle 5, de manière à pallier une rémanence toujours possible de la déformation de l'élastomère.

Lorsque l'on utilise une telle plaque modèle dans le procédé habituel de moulage au sable, la pression de compactage du sable, quels que soient la valeur de cette pression, dès lors qu'elle dépasse une valeur minimale et son degré d'homogénéité, a pour effet, en agissant sur la large surface offerte par la pièce 7, de déplacer celle-ci à l'encontre des ressorts 10 vers sa position rentrée de la figure 2, ce qui a pour conséquence de comprimer axialement la pièce annulaire 20 d'une quantité parfaitement définie, et comme cette pièce annulaire 20 est déjà contenue de manière précise sur trois des côtés de sa section dans des pièces mécaniques précises, elle ne peut se déformer que par expansion vers l'extérieur d'une quantité bien définie et selon une géométrie précise, comme illustré sur la figure 4. Naturellement, lors de la décompression présidant à l'extraction du moule ou de la plaque modèle, la bague annulaire 20 reprend sa forme sans contre-dépouille des figures 1 et 3, grâce à son élasticité propre aidée par la force des ressorts 10, ce qui permet cette extraction d'une manière aisée sans risque d'endommager la forme en sable obtenue, et sans exiger de la cohésion de ce sable une dureté particulière.

Naturellement, le moule en sable ainsi constitué est ensuite refermé et on procède à la coulée du métal de la manière habituelle pour fabriquer les pièces qui ont exactement la forme voulue avec une grande précision et une grande régularité de forme.