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Procédé de préparation de moules de coulée et machine à mouler pour la réalisation de ce procédé.
La présente invention concerne un procédé de préparation de moule et une machine pour la réalisation du procédé.les per- fectionnements faisant l'objet de la présente invention et apportés au procédé connu s'étendent non seulement aux opéra- tions pour le tassement du sable de moulage mais aussi à des mesures relatives à la préparation du moule en lui-même, et ils ont pour but d'une part de permettre,par un raccourcissement du travail de tassement, un fonctionnement presque tout à fait automatique et d'autre part d'éviter dans le cas de préparation de moules non symétriques et de moules à cavités ou de moules analogues, l'emploi de noyaux préparés d'avance,
Le raccourcissement du travail de tassement est obtenu sui- vant la présente invention par le fait que le tassement supplé- mentaire usuel du sable de moulage au moyen d'une tête de pres- sion se fait pendant le secouement, par le fait que la tête de pression participe au mouvement de secouement. De cette manière, le poids de la tête de pression intervient de nouveau, à chaque course de secouement de la table,après la chute de la tête de
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pression sur le sable chargé.
Cette action peut éventuellement encore être augmentée au moyen de poids particuliers. le tassement nécessaire du sable peut ainsi s'obtenir avec moins de courses de secousses, en an temps plus court, l'arbre de la machine à mouler peut continuer à tourner et après la secouement s'opèrent automatiquement le détachement du modèle et l'enlèvement de celui-ci, ce qui permet une augmentation du rendement de la ma- chine.
Pour la préparation de moules non symétriques,onutilise, suivant la présente invention* un seul modèle qui présente toute la surface placée de façon non symétrique et qui est com- plété pour la formation dtane moitié de moule, par une pièce rapportée qui s'applique contre la surface non symétrique et don- ne au modèle une forme symétrique, Lors de la préparation de mou- les pour pièces à cavités on pièces analogues, les noyaux sont , suivant la présente invention,moulés simultanément et lors de l'enlèvement du modèle, ils sont empêchés de se briser par des appuis qui restent immobiles tandis que le modèle est retiré.
Ces simplifications du procédé permettent également l'obtention d'un rendement plus élevé.
Le procédé de la présente invention va être expliqué ci-des- sous à l'aide des dessins montrant à titre d'exemple une forme de réalisation de la machine à mouler.
La fig.l montre une coupe longitudinale par la ligne 1-1 de la fig.3.La fig.2 est une coupe horizontale par la ligne B-B de la fig.3.La fig.3 montre dans la moitié de gauche une coupe transversale par la ligne C-C de la fig. 4 et dans la moitié de droite une coupe transversale par la ligne D-D de la fig.4. la fig.4 est une vue de côté avec le couvercle latéral enlevé. La fig. 5 montre en coupe horizontale le fonctionnement du dispositif d'entraînement pour le tringlage de la tête de pression. La fig.6 montre une vue da dispositif de secouement.
La fig.7 est une coups par la ligne E-E de la fig.6.Les fig.
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8-13 servent à l'explication du procédé pour la préparation de moules et sont des coupes et des vues de dessus,
La plaque d'assise 1 de la machine porte deux bâtis laté- raux 2 qui sont munis chacun de sailles 3,3' venues de fonte.Les sailliées 3 présentent des rainures et les saillies 3' portent des galets 4 qui servent au guidage de chariots 5 qui sont reliés par un arbre 6 porté par les chariots et muni de disques non ronds, de façon à former un tout rigide. Comme la construction de la machine est à peu près complètement symétrique,on ne s'occupera dans la suite,en général,pour plus de simplicité,que d'une moitié de la machine. A son extrémité supérieure,chacun des chariots 5 porte un tourillon creux 8 sur lequel est guidé un manchon 9 de la table à modèle 10.
Sur des rebords 11 de la tabbe 10 est placée une plaque 12 sur laquelle le modèle 13 peut être fixé, .au dessus de la plaque 12 se trouve la plaque de passage ou de moulage 14 14 qui est fixée sur des patins 15 ( fig. 1) pouvant coulisser et être immobilisés dans des saillies 16 des bâtis 2,de façon à permettre le remplacement de la table de modèle. La plaque 14 possède une ouverture qui correspond exactement au contour du mo- dèle de sorte que ce dernier peut être attiré vers le bas à tra- vers cette plaque. Pour le soulèvement et l'abaissement, chaque chariot 5 porte un tourillon 17 qai est dirigé vers l'intérieur (fig.3) et sur lequel est monté an galet 18 roulant sur une came 19 calée sur un arbre 20.
Ce dernier est supporté dans des pa- liers 21 de la plaque d'assise 1 et il porte deux poulies qui peu- vent être actionnées alternativement, au moyen d'une courroie ouverte ou d'une courroie croisée,par un arbre 24 (fig. 1 et 2) , les cames 19 effectuant alors chaque fois a peu près un tour complet. La table 10 porte deux tourillons 25 sur lesquels tour- nent des galets 26 qui coopèrent aveo les disques non ronds 7 de l'arbre 6. L'arbre 6 porte une poulie 27 qui est actionnée par l'arbre 24.
La tête de pression 28 est supportée de chaque côté au moyen d'une tige 29 qui pivote à son extrémité inférieure sur un touril-
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-Ion 30 d'un bras 31 (fgi.3), qui est calé aunayen d'un moyeu 32 sur un arbre 33,qui peut être actionné alternativement dans des sens différents au moyen de poulies 34,35 (fig. 2 et 3). Le moyeu 32 est aplati du coté tourné vers la tourillon 30 et porte des deux côtés de cet aplatissement des saillies 36 (fig.4), ce qui forme an appui pour an corps 37 qai est vissé rigidement au moyeu.
Le corps 37 est pourvu, du côté tourné vera la tige 29, d'une rainare longitudinale 38 (fig. 3 et 5 ) dans laquelle vient se placer un bras 40 qui est monté sur le corps en 39 et qui peut céder un peu dans le sens axial. la bras 40 porte à aa par- tie supérieure deux rebords de longueurs inégales 41,42 qui embras -sent la tige 29 de la tête de pression.
Sur un prolongement 43 du rebord 42 est monté un galet 44 (fig.4) qui roule sur une voie 45 de la face externe du bâti 2, La voie 45 présente une surélévation 46 (fig. 3 et 4) qui est en face d'une surface de roulement parallèle 47 d'un couvercle 48, de sorte qu'à l'aller et au retour, le galet 44 est guidé complètement. A l'extrémité externe du moyea 32 est fixée une tige 49 qui porte un poids réglable 50.
Chaque tige 29 de la tête de pression est guidée pendant le mouvement de pivotement par une nervure arquée 51 du bâti 2.
Ce dernier porte deux saillies 52,53 entre lesquelles la tige 29 pénètre lors du basculement ,en butant contre la saillie 53,Dans la partie 54 venant se placer au dessus des saillies.la section transversale de la tige 29 est épaissie de façon qu'en retombant cette tige se verrouille derrière la saillie 52 ou que les saillies 52,53 servent de guides pour la partie épaissie de la tige 29 pendant le mouvement de secouement.la tête de pression 28 est manie de canaux d'air 60 (fig.1)par lesquels l'ait refoulé lors de la compression du sable peut s'échapper.
En avant d'un de ces ca- naux d'air,on a disposé à la partie inférieure de la tête de pres- sion un modèle foré 61 pour l'entonnoir de coulée,ce modèle por- tant une surface pour stadapter à un bouton 62 en saillie sur le modèle 13 (fig. 1 et 3);on obtient ainsi ce résultat que l'entonnoir
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de coulée et l'ouverture de coulée sont moulés en même temps que le modèle.
Pour produire une vibration.la table 10 porte sur sa face inférieure une plaque transversale 63 pourvue d'une saillie 64 possédant une surface de roulement oblique 65. Dans la saillie 64 est vissé un pivot 66 qui est placé obliquement et sur lequel tournent un manchon 67 (fig. 1,3 et 6) ainsi qu'une poulie à gorge 68 qui est actionnée par l'arbre 34. Le manchon 67 porte deux pivots 69 sur lesquels es supporte un corps annulaire 70 qui porte d'un côté une masse d'inertie 71 et de l'autre coté un pro- longement 62 dont l'extrémité est attaquée par un ressort 73 qui est fixé au manchon 67. Par suite de l'action du ressort, la prolongement 72 vient toujours s'appliquer contre une butée 74 du manchon 67 (position de la fig, 6).
Pour actionner l'arbre 24 qui entraîne de son coté les arbres 6,20 et 33, on a prévu un moteur 75 (fig.2).La mise en service des différentes commandes pour les fonctions de la machi- ne se fait au moyen d'un arbre 76 qui est actionné par l'arbre 24 au moyen de roues dentées 77,78. L'arbre 76 porte un certain nombre de cames qui mettent en service des embrayages à fric- tion aocouplant à l'arbre les poulies 22',23',27',34',35' qui sont montées folles sur l'arbre. Entre le moteur et l'arbre 24 on a prévu un embrayage particulier 79.
Fonctionnement :
Lorsque la commande étant arrêtée,la table 10 se trouve dans la position la plus élevée (fig. 1 et 3),et le modèle 13 s'est donc soulevé complètement à travers la plaque de passage 14, on place le châssis de moulage 80 et on le remplit de sable en excès de la manière usuelle.Si l'arbre 24 est alors embrayé, on produit d'abord au moyen de la came voulue l'embrayage de la poulie 34' et l'on fait ainsi tourner l'arbre 33 avec le moyeu 32 en sens inverse de celui des aiguilles d'une montre (par rapport, à la fig.lLe bras 40 du corps 37 relié au moyeu entraîne alors la tige 29 de la tête de pression,tige qui est maintenue entre
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les rebords 41, 42, jusqu'5 oa que cette tige rencontre la saillie
53 du bâti 2.
En même temps, le bras 40 libère,par suite du passage du galet 44 sur la surélévation 46 de la foie 45,la tige
29,de sorte qu'il peut continuer à avancer malgré l'arrêt de la tige. Ce mouvement se produit très rapidement sous l'action du poids 50 tandis qu'en même temps la poulie 34' est débrayée .
Aves le bras 40 tourne également le bras 31 calé sur le moyeu 32, avec le tourillon 30 formant le pivot de la tige 29,de sorte que la tige retombe brusquement avec la tête de pression qai opère ainsi le premier tassement du sable. La tige 29 est guidée pen- dantla descente,par sa partie supérieure épaissie 54,entre les saillies 52,53 du bâti 2 et est ainsi empêchée de basculer en arrière.
La casavoulue produit ensuite l'embrayage de la poulie 27t et on entraîne ainsi l'arbre 6 dont les disques non ronds 7 sou- lèvent les galets 26 de la table 10 et produisent, pendant plusieurs tours de l'arbre 6,un mouvement de secouement de la table avec la plaque 12 reposant sur la table et portant le modè- le,la plaque de passage 14 et le châssis de moulage 80.
A ce mouvement de secouement doit participer également la tête de pres- -sion 28 qui repose sur le sable et qui entre en action à chaque chute des pièces superposées, sous l'effet de sa masse,et cela pendant le secouement,les disques non ronds 7 ont une forme tel- le que la descente de la table n'est pas tout à fait une chute libre,c'est-à-dire que la chute libre de la table est légèrement freinée,ce qui assure l'application constante de la tête de pres- sion sur le sable. 1* air contenu au début dans le sable s'échappe par conséquent lors du premier choc de la tête de pression et en- suite lors des mouvements de secouement à travers les canaux 60 de la tête de pression.
L'action de la tête de pression est encore renforcée par le poids 50 et peut être réglée par une mise en po- -sition appropriée de ce poids.pour assurer une pression unifor- me de la tête de pression sur le sable,il faut naturellement
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que la distance horizontale entre l'arbre 33 et le milieu' des guides 52,53 soit égale au rayon de rotation de la tige 30.Par suite de la coopération de la tête de pression lors du secoue- ment,il ne faut que quelques courses de secouement peu nombreu- ses,après lesquelles le moule avec l'entonnoir de coulée est en- tièrement prêt.
La poulie 27' est alors désaccouplée automatiquement,et le mouvement de secouement est donc interrompu,la table 10 se po- sant alors de nouveau sur les chariots 5. A ce moment, la came voulue embraie la poulie 35t de sorte qu'au moyen de la cour- roie croisée, l'arbre 33 est actionné dans le sens de rotation des aiguilles d'une montre (sur la fig.l) et que le bras 31 re- vient en sens inverse.La. tige 29 est alors soulevée de nouveau et la tête de pression est soulevée en s'écartant du châssis de moulage.La tige 29 soulevée arrive avec sa partie supérieure épaissie 54 hors de portée de la saillie 52 et est ainsi libre de basculer en sens inverse, Le galet 44 passe sur la suréléva- tion 47 du couvercle 48 de sorte que le bras 40 embrasse de nou- veau par ses rebords 41,
42 la tige 29 et ramène ainsi la tête de pression dans la position de repos dans laquelle elle s'ap- plique contre un butoir 81.
La. came correspondante embraie alors une poulie à gorge 68 montée sur l'arbre 24 et actionne ainsi par l'intermédiaire de la poulie à gorge 68 le manchon 67. A chaque tour de ce dernier, la masse d'inertie 71 passe sur la surface 65 de sorte qu'elle est écartée contre l'action du ressort et après avoir quitté cet- te surface de glissement,elle est ramenée brusquement par le res- sort,le prolongement 72 heurtant chaque fois la butée 74 du man chon 67 et produisant ainsi constamment des vibrations de la table 10 qui détachent le modèle du sable, comme on le faisait autre- ment à la main au moyen de coups appliqués sur le châssis de moulage, lorsque ce travail de battage mécanique est achevé,
la poulie à gorge 68' est débrayee et la poulie 23' est embrayée
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au moyen de la oame correspondante,de sorte que l'arbre 20 su- bit une rotation dans le sens des aiguilles d'une montre ( à la fig.l) et que par suite de la rotation de la came 19 soutenant la galet 18,il se produit une descente de la table 10. La plan- que 12 et le modèle 13 participent à cette descente tandis que la plaque de passage 14 reste posée sur les patins 15 du bâti 2.
Dès que les chariots 5 ont atteint leur position la plus basse, la poulie 23' est débrayée automatiquement. En même temps,le châssis 80 est soulevé à la mainla came correspondante embraie alors la poulie 22' et l'arbre 20 reçoit alors une rotation en sens inverse,ce qui soulève les chariots 5 de nouveau avec la table 10.Lorsque les chariots ont atteint leur position la plus élevée,la poulie 22' est débrayée automatiquement et l'ac- tionnement de l'arbre 24 est interrompu au moyen de l'embrayage
79 sui est dégagé automatiquement on à la main.Lorsqu'on pose un nouveau châssis de moulage,l'ensemble des opérations de répète.
Dans les fige 8 - 13 qui montrent des dispositifs pour la préparation de moules, les pièces correspondant aux figures antérieures ont été pourvues des mêmes chiffres de référence.
On a choisi comme modèle aux fig. 8-10 un sabot de frein qui présente un trou de pivot 82 et deux nez 83 (voir le plan fig.
10 ), et qui possède une forme non symétrique par suite de la position pblique de la surface de freinage 84 par rapport au plan médian. Comme la surface de freinage ne peut présenter, ain- si qu'on le sait,aucun joint de coulée, on devait suivant les procédés connus travailler avec un noyau préparé d'avance,sui- vant la présente invention.les moitiés du moule peuvent être faites au moyen d'un seul modèle sans noyau de oe genre. Le modè- le 85 repose sur la plaque 12 et passe à travers la plaque 14 qui présente du coté de la surface de freinage un renforcement dans lequel s'adapte une pièce rapportée 86 qui complète le mode- le pour former un corps symétrique par rapport au plan médian.
La fig.8 montre le châssis 80 complètement damé, avec la pièce rapportés,et la fig.9 sans la pièce: rapportée; Lorsqu'on
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superpose les deux moitiés du moule, le coin de sable (87) pénè- tre dans la cavité créée dans l'autre moitié par suite de l'exis- tence de la pièce rapportée 86 et forme la surface de moulage pour la surface 84.
Pour la préparation du moule pour le trou de pivot 82,on a prévu dans le modèle un trou s'étendant de part en part et dans lequel se trouve un poinçon approprié 88.(La fig.8 montre la position de la plaque 10 pour la position la plus élevée du cha- riot.Lepoinçon 88 repose sur une plaque 89 qui s'appuie sur des crans des patina 15 et est soulevée également lors du Secoue- ment de la table 10, de sorte que la position relative du modè- le et du poinçon reste alors Invariable,, Lorsqu'après le damage et le seoouement pour remplir le moule.la table est abaissée et que la plaque 89 reste sur les crans des patins 15,le poinçon 88 soutient le noyau 90 qui a été damé en même temps et empêche ce dernier d'être arraché lors de l'enlèvement du modèle.
Pour la formation des nez 83,on a prévu dans -des cavités 91 du modèle deux pièces 93 qui tournent sur des axes 92 et qui com- plètent par leurs extrémités le modèle de la manière voulue.La. pièce 93 est représentée à la fig. 8 dans la position active et à la fig. 9 dans la position avant l'enlèvement du modèle..
Les pivots 92 sont disposés de façon que le moule de sable ne soit pas détruit lors du pivotement. A l'extrémité inférieure de la pièce 93 stattache par une articulation une tige 94 au moyen de laquelle l'ouvrier peut produire le pivotement.
Pour les fig.11 à 13,on a choisi comme modèle un couvercle coulé présentant deux oharnons 95 et un trou de verrou 96 (voir le plan,fig.13).Pour former le moule pour chaque charnon,on a prévu sur le modèle une pièce coulissante 97 et une pièce rotati- ve 98 qui possèdent des surfaces d'adaptation,et dès que ces dernières se touchent,ces pièces délimitent la cavité cylindrique pour le noyau 99 à mouler en même temps.
La pièce coulissante 97 est guidée entre la plaque de modèle 12 et le modèle 100 et elle est constamment pressée par un ressort 101 contre la pièce rota-
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-tive 98 .La pièce 97 passe au moyen d'un bras 102 à travers la plaque métallique 12 qui présente,en concordance avec son contour extérieur cylindrique,un renflement 103,le bras 102 auquel est attachée par une articulation une tige 104,porte un pivot 105 qui est situé du dôté extérieur du renflement,la fig. 11 montre la position des deux pièces jusqutau moment de la fin du damage du sable,et la fig. 12 montre la position avant l'enlèvement du modèle.
Si l'on déplace la tige 104 dans le sens de la flèche (fig.ll),la pièce 98 qui est guidée par le bouton 105 et la butée contre le bord 106 de la plaque 12 tourne autour de l'axe du trou de pivot, et elle refoule alors la pièce 97 contre l'action du ressort. le noyau 99 est ainsi dégagé suffisamment pour permettre l'enlèvement du modèle.
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