WO2014037278A1 - Core making device for gravity casting - Google Patents

Abstract

The invention relates to a core making device for gravity casting, said core making device comprising a feed part, referred to as the blow head, and a core construction part, referred to as the core box, the blow head being intended to supply pulverulent compound(s) to the functional cavities (14) of the core box that correspond to the shapes of the cores desired via feed nozzles, referred to as blow nozzles (13). At least one of the functional cavities (14) is extended by at least one distinct non-functional auxiliary cavity (18) into which at least one blow nozzle (13) opens.

Description

DISPOSITIF DE NOYAUTAGE POUR FONDERIE PAR GRAVITE  BLASTING DEVICE FOR GRAVITY FOUNDRY

[0001] La présente invention revendique la priorité de la demande française 1258218 déposée le 4 septembre 2012 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence. The present invention claims the priority of the French application 1258218 filed September 4, 2012 whose content (text, drawings and claims) is here incorporated by reference.

[ooo2] L'invention se rapporte à une technique de fonderie, appelée fonderie par gravité, aussi désignée sous le terme de coulée par gravité, qui permet de mouler des pièces métalliques. La coulée gravité connaît plusieurs variantes de mise en œuvre, dont par exemple la coulée gravité dite coquille, en source, basculée ou basse pression, l'invention s'intéressant à toutes ces variantes. The invention relates to a foundry technique, referred to as gravity casting, also referred to as gravity casting, which is used to mold metal parts. The gravity casting has several implementation variants, including for example gravity casting called shell, source, tilted or low pressure, the invention is interested in all these variants.

[ooo3] L'invention s'intéresse plus particulièrement aux dispositifs dits de noyautage destinés à fabriquer des noyaux pour des moules utilisés dans ce type de technique. En fonderie, les noyaux sont, de façon connue, des composants du moule, réalisés à base de sable, qui permettent de réaliser les évidements intérieurs de la pièce à mouler, ou des zones en contre-dépouille de celle-ci. [Ooo3] The invention is more particularly concerned with so-called coring devices intended to manufacture cores for molds used in this type of technique. In the foundry, the cores are, in known manner, mold components, made of sand, which make it possible to achieve the inner recesses of the workpiece, or areas undercut thereof.

[ooo4] Ces dispositifs de noyautage sont généralement constitués de trois grandes parties, mobiles les unes par rapport aux autres. [ooo4] These coring devices generally consist of three large parts, movable relative to each other.

[ooo5] Il y a tout d'abord la partie la plus amont, également appelée « tête de tir », qui présente une enceinte qui reçoit en partie haute le sable ou, plus généralement le sable associé à des composants du type résine(s) sous forme pulvérulente, provenant d'une trémie, et qui distribue ce mélange pulvérulent au travers d'au moins une plaque percée d'ouvertures dite « plaque de tir » par des buses de distribution dites buses de tir. [ooo5] First of all, there is the upstream part, also called the "firing head", which has an enclosure that receives sand at the top or, more generally, sand associated with components of the resin type (s). ) in pulverulent form, from a hopper, which distributes this powder mixture through at least one plate pierced with openings called "firing plate" by distribution nozzles called firing nozzles.

[ooo6] Il y a ensuite la « boîte à noyaux », qui délimite les cavités qui vont correspondre à la forme et aux dimensions des noyaux à fabriquer, les buses de tir mentionnées plus haut étant en connexion fluidique avec des ouvertures disposées en partie supérieure des cavités en question pour en permettre le remplissage. [ooo7] Il y a, enfin, la partie « gazage », qui permet, une fois les cavités de la boîte à noyaux remplies du mélange pulvérulent, de durcir celui-ci, de manière à ce que la boîte à noyaux puisse finalement éjecter des noyaux durcis et manipulables de ses cavités vers les moules. Généralement, le durcissement se fait par diffusion de gaz spécifique, d'où le terme de gazage, dans le mélange pulvérulent, ce gaz durcissant la résine contenue dans le mélange pulvérulent et donnant de ce fait la cohérence suffisante à l'ensemble du -mélange pulvérulent. [ooo6] Then there is the "kernel box", which delimits the cavities that will correspond to the shape and dimensions of the cores to be manufactured, the firing nozzles mentioned above being in fluid connection with openings arranged in the upper part cavities in question to allow filling. [ooo7] There is, finally, the "gassing" part, which allows, once the cavities of the stone box filled with the pulverulent mixture, to harden it, so that the kernel box can finally eject hardened and manipulable cores of its cavities towards the molds. Generally, the hardening is done by diffusion of specific gas, hence the gassing term, in the powder mixture, this gas hardening the resin contained in the powder mixture and thereby giving sufficient coherence to the overall mixture. powder.

[ooo8] Le remplissage des cavités par les buses de tir se fait généralement avec un contact direct entre l'extrémité aval de la buse de tir et (« aval » étant en référence au sens d'écoulement général des composés pulvérulents au travers du corps de la buse) et le contour de l'ouverture d'alimentation de la cavité. Dans la configuration d'installation la plus usuelle, le corps de buse est disposé verticalement, en étant alimenté par son extrémité amont par la plaque de tir au- dessus de la buse, et son extrémité aval reposant contre l'ouverture de la cavité sous la buse. [ooo8] The filling of the cavities by the firing nozzles is generally done with a direct contact between the downstream end of the firing nozzle and ("downstream" being in reference to the general direction of flow of the pulverulent compounds through the body of the nozzle) and the contour of the feed opening of the cavity. In the most usual configuration of installation, the nozzle body is arranged vertically, being fed by its upstream end by the firing plate above the nozzle, and its downstream end resting against the opening of the cavity under the nozzle.

[ooo9] Or, ce contact direct buse/cavité peut s'avérer problématique, tout particulièrement quand l'interface buse/cavité correspond, dans la pièce de fonderie finale une fois les noyaux utilisés, à des zones relativement sollicitées thermiquement et/ou mécaniquement. Il a en effet été observé que les noyaux ainsi obtenus, une fois éjectés, gardent la trace du contact avec la buse, sous la forme de défauts de forme. Il peut s'agir de creux ou de renflements de contour proche de celui de l'extrémité aval de la buse, avec un état de surface dégradé, qui peut être nettement plus rugueux, plus irrégulier que le reste de la surface du noyau. Et dans la pièce de fonderie, ces défauts de forme se traduisent par des zones de défaut de forme sensiblement complémentaire, qui peuvent concentrer des contraintes mécaniques et être à l'origine d'une cohésion métallurgique insuffisante de la pièce autour de ces défauts, pouvant aller jusqu'à des risques de fissuration : ces défauts entraînent des pertes de propriétés mécaniques pour la pièce de fonderie, une durée de vie pouvant être diminuée par l'apparition de fissures ... [0010] Le but de l'invention est alors de mettre au point un nouveau type de dispositif de noyautage qui remédie à ces inconvénients. Plus précisément, le but de l'invention est de mettre au point un dispositif de noyautage qui permet d'obtenir des noyaux de plus grande qualité, avec une limitation ou une suppression des défauts d'aspect susceptibles d'engendrer des défauts sur les pièces de fonderie auxquelles sont destinés les noyaux. [ooo9] However, this direct contact nozzle / cavity can be problematic, especially when the nozzle / cavity interface corresponds, in the final foundry part once the cores are used, to relatively heat and / or mechanically stressed areas. . It has indeed been observed that the cores thus obtained, once ejected, keep track of the contact with the nozzle, in the form of defects in shape. It can be hollow or contour bulges close to that of the downstream end of the nozzle, with a degraded surface condition, which can be significantly rougher, more irregular than the rest of the surface of the core. And in the casting, these defects in shape result in substantially complementary defect areas of shape, which can concentrate mechanical stresses and be the cause of insufficient metallurgical cohesion of the part around these defects, may go to risk of cracking: these defects lead to loss of mechanical properties for the casting, a life can be reduced by the appearance of cracks ... The object of the invention is then to develop a new type of coring device that overcomes these disadvantages. More specifically, the object of the invention is to develop a coring device that allows to obtain higher quality cores, with a limitation or a removal of defects in appearance may cause defects on the parts foundry for which the cores are intended.

[ooi i] L'invention a tout d'abord pour objet un dispositif de noyautage pour fonderie par gravité, ledit dispositif de noyautage comportant une partie d'alimentation, dite tête de tir, et une partie de constitution des noyaux, dite boîte à noyaux, la tête de tir étant destinée à alimenter en composé(s) pulvérulent(s) les cavités fonctionnelles de la boîte à noyaux correspondant aux formes des noyaux voulues via des buses d'alimentation, dite buses de tir, au moins une des cavités fonctionnelles étant prolongée par au moins une cavité annexe distincte non fonctionnelle dans laquelle débouche au moins une buse de tir. [0012] On comprend par « fonctionnelle » dans le cadre de l'invention le fait que la cavité ainsi définie présente un volume et des contours qui correspondent au volume et aux contours que l'on veut obtenir pour les noyaux, afin de définir des formes correspondantes dans les pièces de fonderie utilisant ces noyaux. Ces cavités sont fonctionnelles en ce sens que leur forme définit les noyaux, et donc, de fait, participe à la définition des pièces de fonderie. On comprend, par opposition, par « non fonctionnelle » une cavité qui ne participe pas à l'obtention de la forme de noyau attendu, qui n'a donc pas d'utilité fonctionnelle dans la définition de la pièce de fonderie. [Ooi i] The invention firstly relates to a coring device for gravity foundry, said coring device comprising a supply part, called firing head, and a constituent part of the cores, called box cores, the firing head being intended to supply powdery compound (s) with the functional cavities of the core box corresponding to the shapes of the desired cores via feeding nozzles, called firing nozzles, at least one of the cavities functional being extended by at least one separate non-functional cavity in which opens at least one firing nozzle. It is understood by "functional" in the context of the invention that the cavity thus defined has a volume and contours that correspond to the volume and the contours that we want to obtain for the nuclei, in order to define corresponding shapes in foundry pieces using these cores. These cavities are functional in the sense that their shape defines the cores, and therefore, in fact, participates in the definition of castings. By contrast, by "non-functional" is understood a cavity that does not participate in obtaining the expected core shape, which therefore has no functional utility in the definition of the casting.

[0013] L'invention propose donc un artifice pour éviter tout contact direct entre la buse et les contours de la cavité fonctionnelle, en prolongeant la cavité par une cavité annexe : La buse projette la poudre à forte vitesse/sous forte pression, qui va traverser la cavité annexe pour remplir la cavité principale. La quantité injectée peut être réglée pour que tout ou partie de la cavité annexe soit également remplie de poudre. Comme c'est la cavité annexe, et pas la cavité fonctionnelle, qui est en contact avec l'extrémité aval de la buse, il n'y a plus de risque de défauts de surface dû à la buse de tir au niveau du noyau correspondant à la cavité fonctionnelle principale. Ensuite, une fois le noyau éjecté, on conserve uniquement sa partie fonctionnelle correspondant à la cavité fonctionnelle pour l'intégrer dans le processus de fonderie. Si le noyau comprend un appendice correspondant à la poudre durcie ayant rempli tout ou partie la cavité annexe, cet appendice est préalablement désolidarisé du reste du noyau, par exemple en le coupant. Contrairement aux défauts de surface des noyaux antérieurs, qui étaient irréguliers, non contrôlés, on a ici une séparation nette et précise, contrôlée entre le noyau issu de la cavité principale et son éventuel appendice issu de la cavité annexe contiguë, qui ne va pas générer de défauts sur la pièce de fonderie finale. Si l'appendice est de volume faible voire très faible (comme ce sera généralement le cas) par rapport au noyau issu de la cavité principale, la séparation peut être aussi une simple élimination de l'appendice par ponçage ou autres moyens de lissage/usinage mécanique connus. The invention therefore proposes an artifice to avoid any direct contact between the nozzle and the contours of the functional cavity, extending the cavity by an auxiliary cavity: The nozzle projects the powder at high speed / under high pressure, which will cross the auxiliary cavity to fill the main cavity. The amount injected can be adjusted so that all or part of the auxiliary cavity is also filled with powder. As it is the auxiliary cavity, and not the functional cavity, which is in contact with the downstream end of the nozzle, there is no longer any risk of surface defects due to the firing nozzle at the corresponding core. to the cavity main functional. Then, once the core ejected, only retains its functional portion corresponding to the functional cavity to integrate it into the foundry process. If the core comprises an appendage corresponding to the hardened powder having filled all or part of the auxiliary cavity, this appendix is previously separated from the remainder of the core, for example by cutting it. Contrary to the surface defects of the previous nuclei, which were irregular, uncontrolled, here we have a clear and precise separation, controlled between the core from the main cavity and its possible appendage from the contiguous annex cavity, which will not generate defects on the final casting. If the appendix is of low volume or very low (as will generally be the case) with respect to the core from the main cavity, the separation can also be a simple removal of the appendix by sanding or other means of smoothing / machining known mechanics.

[ooi 4] De préférence, la ou au moins une des cavité(s) annexe(s) est disposée latéralement par rapport à la/aux cavité(s) principale(s). En effet, dans la configuration la plus usuelle des dispositifs de noyautage, les cavités principales sont disposées sous les buses de tir, et sont définies par l'association de deux demi-moules appelés empreintes, l'un au-dessus de l'autre, dites empreinte supérieure et empreinte inférieure, et définissant conjointement les cavités. La partie périphérique de ces empreintes dépourvue de cavité présente la largeur suffisante pour y intégrer ces cavités annexes, déportées latéralement par rapport aux cavités fonctionnelles, et qui peuvent être définies soit comme les cavités fonctionnelles par l'ensemble des deux empreintes réunies, soit uniquement par l'une des empreintes, la supérieure notamment. [0015] De préférence, la ou les cavités annexe(s) ont une forme coudée. Elles peuvent s'insérer ainsi au mieux dans la configuration la plus courante des dispositifs de noyautage, avec, par exemple, une alimentation par le haut par les buses de tir, par une portion de cavité par exemple sensiblement verticale dans le prolongement de l'axe du corps de la buse de tir lui-même vertical, et une portion de cavité sensiblement orientée horizontalement ou obliquement par rapport à l'horizontale pour alimenter latéralement la cavité fonctionnelle, les deux portions se rejoignant par un coude, à 90° ou d'inclinaisonsupérieure ou inférieure à 90° . [0016] De préférence, les cavité(s) annexe(s) présentent un orifice d'entrée disposé dans un plan sensiblement horizontal dans lequel débouche l'extrémité aval de la buse de tir, et un orifice de sortie disposé dans un plan sensiblement vertical (ou oblique) et débouchant dans la cavité principale. [0017] De préférence, la cavité annexe débouche dans la cavité principale via un étranglement. Cet étranglement présente plusieurs avantages : on limite au plus la taille de la surface de jonction, où les cavités se rejoignent, donc la zone du noyau fonctionnel qui n'est pas définie par une paroi ; on peut, une fois le noyau éjecté, pouvoir visuellement localiser très aisément l'interface entre noyau et appendice, ce qui facilite leur séparation. En outre, on a avantage à choisir des cavités annexes dont le volume est aussi petit que possible, afin de limiter au maximum la taille des appendices à supprimer, et de limiter, au niveau de la boite à noyaux, l'espace dédié aux cavités annexes qui ne peut plus être utilisé pour définir les cavités fonctionnelles. On a de fait, le plus généralement, un étranglement de par la différence de section entre cavité fonctionnelle et cavité annexe dans leur zone de raccordement (même s'il n'y a pas de variation de section de la cavité annexe au voisinage de la zone de raccordement). [Ooi 4] Preferably, the or at least one of the cavity (s) annex (s) is disposed laterally relative to the / the main cavity (s). Indeed, in the most common configuration of coring devices, the main cavities are arranged under the firing nozzles, and are defined by the association of two half-molds called fingerprints, one above the other , say upper and lower footprint, and jointly defining the cavities. The peripheral portion of these cavities devoid of cavities has the width sufficient to integrate these auxiliary cavities, offset laterally with respect to the functional cavities, and which can be defined either as the functional cavities by the set of two impressions together, or solely by one of the imprints, especially the superior. Preferably, the cavity or cavities annex (s) have a bent shape. They can thus be inserted as well as possible into the most common configuration of the coring devices, with, for example, feeding from above by the firing nozzles, for example by a cavity portion that is substantially vertical in the extension of the axis of the body of the firing nozzle itself vertical, and a cavity portion substantially oriented horizontally or obliquely with respect to the horizontal to feed laterally the functional cavity, the two portions meeting by a bend, at 90 ° or inclinations greater than or less than 90 °. Preferably, the cavity (s) annex (s) have an inlet orifice disposed in a substantially horizontal plane in which opens the downstream end of the firing nozzle, and an outlet orifice disposed in a plane substantially vertical (or oblique) and opening into the main cavity. Preferably, the auxiliary cavity opens into the main cavity via a constriction. This throttling has several advantages: it limits the size of the junction area, where the cavities meet, so the area of the functional core that is not defined by a wall; Once the core is ejected, it is possible to visually locate the interface between the core and the appendage very easily, which facilitates their separation. In addition, it is advantageous to choose auxiliary cavities whose volume is as small as possible, in order to limit the size of the appendages to be suppressed as much as possible, and to limit, at the level of the stone box, the space dedicated to the cavities appendices that can no longer be used to define functional cavities. In fact, it is in fact, most of the time, a throttling due to the difference in section between the functional cavity and the auxiliary cavity in their connection zone (even if there is no variation of section of the auxiliary cavity in the vicinity of the connection area).

[ooi 8] Avantageusement, l'ensemble des buses de tir débouchent dans les cavités annexes. On supprime ainsi tout contact direct entre buses de tir et cavités fonctionnelles. [Ooi 8] Advantageously, all the firing nozzles open into the auxiliary cavities. This removes any direct contact between firing nozzles and functional cavities.

[0019] L'invention a également pour objet un procédé de mise en œuvre du dispositif tel que décrit plus haut et qui comprend les étapes suivantes : The invention also relates to a method for implementing the device as described above and which comprises the following steps:

• injection de composé(s) pulvérulent(s) depuis la tête de tir via les buses de tir dans les cavités fonctionnelles par les cavités annexes de façon à remplir les cavités fonctionnelles et tout ou partie des cavités annexes, Injection of pulverulent compound (s) from the firing head via the firing nozzles into the functional cavities by the auxiliary cavities so as to fill the functional cavities and all or part of the auxiliary cavities,

• durcissement du(des) composé(s) pulvérulent(s) dans lesdites cavités, • éjection des noyaux durcis correspondant aux cavités principales avec un/des appendice(s) correspondant à la partie remplie des cavités annexes, Curing the pulverulent compound (s) in said cavities, • ejection of the hardened cores corresponding to the main cavities with an appendage (s) corresponding to the filled part of the auxiliary cavities,

• séparation entre les noyaux et leur(s) appendices. [0020] La séparation entre les noyaux et leur(s) appendices(s) est réalisée par des moyens mécaniques, par exemple par sciage ou autres moyens (laser ...). Il a été également mentionné plus haut que la séparation pouvait aussi consister à effectuer un ponçage/usinage au niveau de l'interface entre noyaux et appendices, quand les appendices définissent un volume vraiment réduit. On peut aussi faire suivre une opération de séparation par sciage par exemple, par une opération de lissage dans la zone coupée au moins, pour assurer au noyau fonctionnel un état de surface globalement régulier et homogène. • separation between the nuclei and their appendage (s). The separation between the cores and their (s) appendices (s) is performed by mechanical means, for example by sawing or other means (laser ...). It was also mentioned above that the separation could also consist of sanding / machining at the interface between cores and appendages, when the appendages define a really reduced volume. It is also possible to follow a separation operation by sawing, for example, by a smoothing operation in the cut zone at least, to ensure that the functional core has a generally uniform and uniform surface state.

[0021 ] L'invention concerne également les noyaux obtenus par le procédé précédemment décrit, ces noyaux étant dépourvus de traces de buses de tir. [0022] L'invention a également pour objet un procédé de fonderie par coulée gravité de pièces de fonderie, qui utilise ces noyaux. The invention also relates to the cores obtained by the method described above, these cores being devoid of traces of firing nozzles. The invention also relates to a foundry casting process gravity castings, which uses these cores.

[0023] D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'un mode particulier de réalisation, non limitatif de l'invention, faite en référence aux figures très schématiques suivantes : · la figure 1 représente dans son ensemble, en vue de face, un dispositif de noyautage selon l'art antérieur ; Other features and advantages will appear on reading the following description of a particular embodiment, not limiting of the invention, with reference to the following very schematic figures: · Figure 1 represents in its together, in front view, a coring device according to the prior art;

• la figure 2 représente une portion du dispositif de noyautage de la figure 1 en section verticale selon l'art antérieur ; • Figure 2 shows a portion of the coring device of Figure 1 in vertical section according to the prior art;

• la figure 3 représente une portion de noyau obtenu avec le dispositif de noyautage de la figure 1 selon l'art antérieur des figures précédentes en vue cavalière ; • Figure 3 shows a core portion obtained with the coring device of Figure 1 according to the prior art of the preceding figures in a cavalier view;

• la figure 4 représente une portion de pièce de fonderie obtenue avec le noyau de la figure 3 selon l'art antérieur ; • la figure 5 représente un dispositif de noyautage en section verticale selon la présente invention ; FIG. 4 shows a portion of a casting piece obtained with the core of FIG. 3 according to the prior art; • Figure 5 shows a vertical section cored device according to the present invention;

• la figure 6 représente une portion de noyau avec appendice selon l'invention obtenu avec le dispositif de noyautage selon la figure 5 ; FIG. 6 represents a portion of core with appendage according to the invention obtained with the coring device according to FIG. 5;

• la figure 7 représente la portion de noyau de la figure 6 une fois séparée de son appendice ; Figure 7 shows the core portion of Figure 6 when separated from its appendix;

• la figure 8 représente une portion de la pièce de fonderie obtenue avec le noyau selon l'invention de la figure 7. [0024] Ces figures sont simplifiées pour en simplifier la compréhension, les éléments représentés ne sont donc pas nécessairement à l'échelle. Chaque référence conserve la même signification d'une figure à l'autre. FIG. 8 represents a portion of the foundry piece obtained with the core according to the invention of FIG. 7. These figures are simplified to simplify their understanding, the elements represented are therefore not necessarily to scale. . Each reference retains the same meaning from one figure to another.

[0025] La figure 1 est donc une vue de face d'un dispositif de noyautage complet selon l'art antérieur, qui est un dispositif connu et dont tous les composés et le mode de fonctionnement ne seront donc pas détaillés. Ce dispositif 1 comprend donc schématiquement une partie 2 dite « Ensemble tête de tir » alimentée en mélange pulvérulent de sable et de résine par un conduit 3 dans lequel débouche une trémie non représentée. Le dispositif 3 comprend aussi une partie 4 dite « Ensemble de gazage » et une partie 5 dite « Boîte à noyaux ». La boîte à noyaux 5 est montée mobile selon un axe vertical X et selon un axe horizontal Z, et l'ensemble de gazage 4 et l'ensemble tête de tir sont montés mobiles selon un axe horizontal Y. La boîte à noyaux 5 comprend un caisson 6, une empreinte inférieure 8, une empreinte supérieure 7, des fourches 9, et des cavités pour définir les formes et dimensions des noyaux à fabriquer à l'intérieur du caisson 6. L'ensemble de gazage 4 comprend une plaque de gazage 10 et une plaque d'éjection supérieure 1 1 . La tête de tir 2 comprend une plaque de tir 12 percée d'ouvertures qui débouchent dans des buses de tir 13. Figure 1 is a front view of a complete coring device according to the prior art, which is a known device and all compounds and the mode of operation will not be detailed. This device 1 thus schematically comprises a part 2 called "firing head assembly" supplied with a powder mixture of sand and resin through a conduit 3 into which opens a hopper not shown. The device 3 also includes a part 4 called "gassing assembly" and a part 5 called "box cores". The core box 5 is mounted movably along a vertical axis X and along a horizontal axis Z, and the gassing assembly 4 and the firing head assembly are movably mounted along a horizontal axis Y. The core box 5 comprises a caisson 6, a lower recess 8, an upper recess 7, forks 9, and cavities for defining the shapes and dimensions of the cores to be produced inside the caisson 6. The gassing assembly 4 comprises a gassing plate 10 and an upper ejection plate 11. The firing head 2 comprises a firing plate 12 pierced with apertures which open into firing nozzles 13.

[0026] Schématiquement, le fonctionnement du dispositif consiste à ce que la tête de tir alimente en mélange pulvérulent par des buses de tir 13 les cavités de la boîte à noyaux 5 en position haute (la figure 1 la représente en position basse), puis en ce que la boite à noyaux descende vers une position basse permettant à l'ensemble de tir 2 de se déplacer horizontalement selon l'axe Y et à l'ensemble de gazage 4 de le remplacer à l'aplomb de la boite à noyaux, permettant l'opération de gazage à proprement dit, à savoir la diffusion de gaz à travers les ouvertures de la plaque de gazage 10 en regard des cavités de la boite à noyaux remplis de mélange pulvérulent, selon un débit et une durée déterminés pour que le mélange durcisse suffisamment. Puis la boîte à noyaux 5 est ouverte, et permet l'éjection des noyaux durcis qui sont évacués horizontalement par des fourches 9 montées mobiles selon un plan horizontal et vertical pour les conduire vers les moules de fonderie. Schematically, the operation of the device consists in that the firing head supplies pulverulent mixture by firing nozzles 13 the cavities of the core box 5 in the high position (Figure 1 represents it in the low position), then in that the core box goes down to a low position allowing the firing assembly 2 to move horizontally along the Y axis and to the gassing assembly 4 to replace it at the base of the kernel box , allowing the actual gassing operation, namely the diffusion of gas through the openings of the gassing plate 10 facing the cavities of the stone box filled with powder mixture, with a flow rate and a duration determined so that the mixture hardens sufficiently. Then the core box 5 is opened, and allows the ejection of the hardened cores which are evacuated horizontally by forks 9 mounted mobile in a horizontal and vertical plane to drive them to the foundry molds.

[0027] La figure 2 est un agrandissement de la figure 1 centrée sur la boîte à noyaux en position haute, où l'empreinte supérieure 7 et l'empreinte inférieure 8 sont en contact pour définir conjointement une/des cavités fonctionnelles 14. L'acheminement du mélange pulvérulent est représenté en grisé à la figure, depuis la tête de tir, puis sur la hauteur des corps des buses de tir 13 orientées verticalement jusqu'à une ouverture 14a pratiquée dans la paroi supérieure de la cavité fonctionnelle 14 représentée. Figure 2 is an enlargement of Figure 1 centered on the ring box in the upper position, where the upper cavity 7 and the lower cavity 8 are in contact to jointly define / 14 functional cavities. delivery of the powder mixture is shown in gray in the figure, from the firing head, then on the height of the bodies of the firing nozzles 13 oriented vertically to an opening 14a formed in the upper wall of the functional cavity 14 shown.

[0028] Ici, le cas représenté concerne une seule cavité 14 avec une (selon la figure par simplicité) ou plusieurs ouvertures d'alimentation 14a, mais ce n'est qu'un exemple, et il est à noter que les deux empreintes peuvent définir plusieurs cavités fonctionnelles, et que chaque cavité peut être munie d'une seule ouverture d'alimentation ou de plusieurs ouvertures, selon la configuration et la taille de la cavité notamment. Here, the case shown relates to a single cavity 14 with a (according to the figure for simplicity) or several feed openings 14a, but this is only an example, and it should be noted that the two cavities can defining a plurality of functional cavities, and that each cavity may be provided with a single feed opening or with several openings, depending on the configuration and the size of the cavity in particular.

[0029] L'extrémité aval de la buse de tir 13 repose sur le bord de l'ouverture 14a de la cavité fonctionnelle lors de la projection de poudre dans la cavité. Il en résulte, que, une fois le noyau durci puis éjecté de façon connue, il garde la trace de la buse, comme cela est montré à la figure 3 : la portion de noyau 15 représentée porte trois traces de buse de tir 16 dans les zones correspondant aux ouvertures d'alimentation de la cavité 14. Ces traces se traduisent par des creux au contour sensiblement cylindrique délimitant une rainure extérieure et un renflement central à l'aspect de surface irrégulier et granuleux. [0030] De fait, dans la pièce de fonderie obtenue par coulée gravité avec ce type de noyau, on retrouve, en négatif, ce type de trace, comme représenté en figure 4 : on y voit une portion de la pièce avec un renflement 17 au contour sensiblement circulaire également et d'aspect de surface granuleux, irrégulier. Ce type de défaut de surface est préjudiciable à la tenue mécanique de la pièce, est un point de concentration de contraintes pouvant générer des risques de fissuration ou tout au moins de diminution de durée de vie de la pièce. C'est particulièrement vrai pour les pièces de fonderie destinées à être fortement sollicitées mécaniquement et thermiquement, comme les culasses de moteur thermique, par exemple équipant des véhicules automobiles. The downstream end of the firing nozzle 13 rests on the edge of the opening 14a of the functional cavity during the projection of powder into the cavity. As a result, once the core has hardened and then ejected in a known manner, it keeps track of the nozzle, as shown in FIG. 3: the portion of core 15 represented bears three marks of firing nozzle 16 in the areas corresponding to the feed openings of the cavity 14. These traces result in hollow substantially cylindrical contour delimiting an outer groove and a central bulge with uneven surface appearance and granular. In fact, in the foundry piece obtained by gravity casting with this type of core, we find, in negative, this type of trace, as shown in Figure 4: we see a portion of the piece with a bulge 17 with a substantially circular outline also and of irregular granular surface appearance. This type of surface defect is detrimental to the mechanical strength of the part, is a stress concentration point that can generate the risk of cracking or at least reducing the service life of the part. This is particularly true for castings intended to be highly mechanically and thermally stressed, such as engine cylinder heads, for example equipping motor vehicles.

[0031 ] La figure 5 propose une modification, selon l'invention, dans la conception des boites à noyaux. On soulignera donc par la suite les différences d'avec la figure 2 selon l'invention, sans refaire une description complète du dispositif de noyautage. Ici, on interpose entre la cavité fonctionnelle 14 et l'extrémité aval de la buse de tir 13 une cavité dite annexe 18 disposée latéralement par rapport à la cavité fonctionnelle. Cette cavité annexe est coudée, avec une section sensiblement circulaire, avec une première portion sensiblement horizontale 18a qui débouche dans la cavité principale et une deuxième portion 18b sensiblement verticale, plus étroite, reliée par un coude à la première et débouchant en partie supérieure de façon à accueillir l'extrémité aval de la buse de tir 13. Cette cavité annexe délimite un volume très inférieur à celui de la cavité (au moins dix fois inférieure), et permet, en déportant latéralement la buse de tir, de supprimer tout contact direct entre la cavité fonctionnelle 14 et la buse 13. De fait, la cavité fonctionnelle 14 a été modifiée structurellement, son ouverture supérieure d'alimentation antérieurement prévue est remplacée par une ouverture latérale 14a' vers la chambre annexe 18. La zone de transition entre la cavité fonctionnelle 14 et la cavité annexe 18 est clairement délimitée. Cette ouverture latérale est de préférence au moins égale à la section de la cavité annexe dans leur zone de raccordement. Beaucoup de variantes sont possibles concernant la géométrie et le dimensionnement de la cavité annexe 18 : sa section peut être uniforme sur toute sa longueur, ici circulaire, mais elle peut aussi avoir une autre forme. Sa section peut aussi varier selon sa longueur, et, par exemple, être évasée dans la portion horizontale 18a à proximité de la cavité fonctionnelle 14 pour faciliter le remplissage de la cavité fonctionnelle, et/ou présenter une forme d'entonnoir au voisinage de la buse de tir dans sa portion verticale 18b. Elle peut aussi présenter une section fortement agrandie au niveau du coude. En outre, la différence de longueur entre les deux portions est variable suivant les configurations des demi- empreintes, l'accessibilité des points d'alimentation des cavités principales. Elle peut également ne pas être sous forme d'un coude, mais d'une cavité orientée obliquement. Il est également envisageable que celle cavité annexe vienne surmonter la cavité fonctionnelle, plutôt que d'être disposée latéralement à celle-ci. [0032] De fait, le noyau 15 obtenu (le procédé n'étant par ailleurs pas modifié) présente une forme particulière, comme représenté en figure 6, puisqu'il est muni d'un appendice 19 qui épouse les contours de la cavité annexe 18, avec une forme coudée élargie au niveau du coude. Les défauts de surface éventuels sont, cette fois, sur la face supérieure de la portion verticale (telle que représentée aux figures) de l'appendice (défauts non représentés), correspondant à la portion 18b de la cavité annexe. On distingue aisément la zone transition 20 qui correspond à la jonction entre cavité fonctionnelle et cavité annexe, avec une variation nette de section (en coupe horizontale). Figure 5 proposes a modification, according to the invention, in the design of the stone boxes. We will therefore highlight the differences in Figure 2 according to the invention, without redoing a complete description of the coring device. Here, there is interposed between the functional cavity 14 and the downstream end of the firing nozzle 13 a said annexed cavity 18 disposed laterally with respect to the functional cavity. This auxiliary cavity is bent, with a substantially circular section, with a first substantially horizontal portion 18a which opens into the main cavity and a second substantially vertical portion 18b, narrower, connected by a bend to the first and opening in the upper part of to accommodate the downstream end of the firing nozzle 13. This auxiliary cavity delimits a much smaller volume than the cavity (at least ten times lower), and allows, by laterally deporting the firing nozzle, to eliminate any direct contact between the functional cavity 14 and the nozzle 13. In fact, the functional cavity 14 has been structurally modified, its upper feed opening previously provided is replaced by a lateral opening 14a 'to the annex chamber 18. The transition zone between the functional cavity 14 and the annex cavity 18 is clearly defined. This lateral opening is preferably at least equal to the section of the auxiliary cavity in their connection zone. Many variations are possible concerning the geometry and the dimensioning of the annexary cavity 18: its section can be uniform over all its length, here circular, but it can also have another form. Its section may also vary according to its length, and, for example, be flared in the portion horizontal 18a near the functional cavity 14 to facilitate the filling of the functional cavity, and / or have a funnel-shaped in the vicinity of the firing nozzle in its vertical portion 18b. It can also have a greatly enlarged section at the elbow. In addition, the difference in length between the two portions is variable according to the configurations of the half-impressions, the accessibility of the feed points of the main cavities. It may also not be in the form of an elbow, but of an obliquely oriented cavity. It is also conceivable that the auxiliary cavity comes to overcome the functional cavity, rather than being disposed laterally thereto. In fact, the core 15 obtained (the method is not otherwise modified) has a particular shape, as shown in Figure 6, since it is provided with an appendix 19 which follows the contours of the auxiliary cavity 18, with an elbow shape enlarged at the elbow. The possible surface defects are, this time, on the upper face of the vertical portion (as shown in the figures) of the appendix (defects not shown), corresponding to the portion 18b of the auxiliary cavity. It is easy to distinguish the transition zone 20 which corresponds to the junction between the functional cavity and the auxiliary cavity, with a net variation of section (in horizontal section).

[0033] L'étape d'après est illustrée par la figure 7, où l'appendice 19 a été retiré du noyau 15 au niveau de la zone 20, par exemple par sciage. La zone 20 peut ensuite être usinée, polie de façon à présenter un aspect de surface très proche ou identique de celui du reste du noyau 15. Le noyau est alors prêt à être utilisé, sans trace de buse de tir ni autre défaut de surface préjudiciable. The next step is illustrated in Figure 7, where the appendix 19 has been removed from the core 15 at the zone 20, for example by sawing. The zone 20 can then be machined, polished so as to have a surface appearance very close to or identical to that of the remainder of the core 15. The core is then ready for use, with no firing nozzle trace or other detrimental surface defect. .

[0034] La pièce de fonderie obtenue par coulée gravité avec ce noyau est représentée (une portion) en figure 8 : elle ne présente plus les renflements 17 présents avec les noyaux de l'art antérieur de la figure 4. Sans ces défauts, elle présente une meilleure qualité thermomécanique, une plus grande durée de vie et un risque bien inférieur de fissuration. The casting part obtained by gravity casting with this core is shown (a portion) in Figure 8: it no longer has the bulges 17 present with the cores of the prior art of Figure 4. Without these defects, it has a better thermomechanical quality, a longer life and a much lower risk of cracking.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif (1 ) de noyautage pour fonderie par gravité, ledit dispositif de noyautage comportant une partie d'alimentation, dite tête de tir (2), et une partie de constitution des noyaux, dite boîte à noyaux (5) , la tête de tir étant destinée à alimenter en composé(s) pulvérulent(s) les cavités fonctionnelles (14) de la boîte à noyaux correspondant aux formes des noyaux voulues via des buses d'alimentation, dite buses de tir (13), caractérisé en ce qu'au moins une des cavités fonctionnelles (14) est prolongée par au moins une cavité annexe (18) distincte non fonctionnelle dans laquelle débouche au moins une buse de tir (13). 1. Apparatus (1) coring for gravity foundry, said coring device comprising a feed portion, said firing head (2), and a core constituting part, said nucleus box (5), the head for firing the pulverulent compound (s) with the functional cavities (14) of the core box corresponding to the desired core shapes via feed nozzles, called firing nozzles (13), characterized in that at least one of the functional cavities (14) is extended by at least one separate non-functional auxiliary cavity (18) into which at least one firing nozzle (13) opens.

2. Dispositif (1 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que là ou au moins une des cavité(s) annexe(s) (18) est disposée latéralement par rapport à la/aux cavité(s) principale(s) (14). 2. Device (1) according to the preceding claim, characterized in that there or at least one of the cavity (s) annex (s) (18) is arranged laterally with respect to the main cavity (s) (s) ( 14).

3. Dispositif (1 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la ou les cavités annexe(s) (18) ont une forme coudée. 3. Device (1) according to the preceding claim, characterized in that the or the cavities annex (s) (18) have a bent shape.

4. Dispositif (1 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la ou les cavité(s) annexe(s) (1 8) présentent un orifice d'entrée disposé dans un plan sensiblement horizontal dans lequel débouche l'extrémité aval de la buse de tir (13), et un orifice de sortie disposé dans un plan sensiblement vertical et débouchant dans la cavité principale (14). 4. Device (1) according to the preceding claim, characterized in that the cavity (s) annex (s) (1 8) have an inlet port disposed in a substantially horizontal plane in which opens the downstream end of the firing nozzle (13), and an outlet orifice disposed in a substantially vertical plane and opening into the main cavity (14).

5. Dispositif (1 ) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cavité annexe (18) débouche dans la cavité principale (14) via un étranglement. 5. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the auxiliary cavity (18) opens into the main cavity (14) via a throat.

6. Dispositif (1 ) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble des buses de tir (13) débouchent dans les cavités annexes (18). 6. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that all the firing nozzles (13) open into the auxiliary cavities (18).

7. Procédé de mise en œuvre du dispositif (1 ) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : • injection de composé(s) pulvérulent(s) depuis la tête de tir (2) via les buses de tir (13) dans les cavités fonctionnelles (14) par les cavités annexes (18) de façon à remplir les cavités fonctionnelles et tout ou partie des cavités annexes, · durcissement du(des) composé(s) pulvérulent(s) dans lesdites cavités (14,18), 7. Method of implementing the device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises the following steps: Injection of pulverulent compound (s) from the firing head (2) via the firing nozzles (13) into the functional cavities (14) through the auxiliary cavities (18) so as to fill the functional cavities and all or part of the auxiliary cavities, · hardening of the pulverulent compound (s) in said cavities (14, 18),

• éjection des noyaux durcis (15) correspondant aux cavités principales (14) avec un/des appendice(s) (19) correspondant à la partie remplie des cavités annexes (18), - séparation entre les noyaux et leur(s) appendices. • ejection of the hardened cores (15) corresponding to the main cavities (14) with an appendage (s) (19) corresponding to the filled part of the auxiliary cavities (18), - separation between the cores and their (s) appendices.

8. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la séparation entre les noyaux (15) et leur(s) appendices(s) (19) est réalisée par des moyens mécaniques. 8. Method according to the preceding claim, characterized in that the separation between the cores (15) and their (s) appendices (s) (19) is performed by mechanical means.

9. Noyaux (15) obtenus par le procédé selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce qu'ils sont dépourvus de traces de buses de tir (13). 9. cores (15) obtained by the method according to one of claims 7 or 8, characterized in that they are devoid of traces of firing nozzles (13).

10. Procédé de fonderie par coulée gravité de pièces de fonderie, caractérisé en ce qu'il utilise des noyaux (15) selon la revendication précédente. 10. Foundry casting process gravity castings, characterized in that it uses cores (15) according to the preceding claim.