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"PROCEDE ET MOYEN POUR PREPARER DES MOULES".
La. présente invention se rapporte à l'art de pré- parer les moules destinés à être utilisés pour le moulage de matières en fusion par exemple la fonte et s'applique plus particulièrement à un procédé de renforcement des por- tées de sable vert ,pour un moule comportant une telle portée de renforcement , et à un dispositif de renforcement ou de retenue pour cea portées*
Lorsqu'on coule des articles à noyau de parois minces tel qu'un élément de radiateur ,auquel on se reportera spécifiquement ici à titre d'exemple il est
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d'une importance essentielle de soutenir le noyau d'une ma- nière précise et ferme dans la cavité du moule ,
puisque le moindre mouvement du noyau par rapport aux cotés du moule donnerait naissance à une pièce de fonte présentant dea en- droits minces ou des trous dans ses parois ce qui la ren- drait inutilisable pour l'objet auquel elle est destinée.
Quand la pièce deit de fonte doit comporter une ou plusieurs ouvertures débouchant à son intérieur , le noyau doit être relié à. la paroi latérale de la cavité au point où l'on veut former l'ouverture. La pièce ou "portée" qui réunit le noyau à la paroi de la cavité peut être une saillie faisant partie intégrante du noyau et désignée sous le nom de *portée de noyau** , ou bien ce peut être une pro- tubérance de la paroi du moule proprement dit , qu'on désigne généralement , dans ce dernier cas ,sous le nom de "portée de sable vert". Quelque soit le type de portée il devra constituer un moyen de guidage sur pour faciliter la mise en place du noyau dans la cavité du moule et fournir aussi un support approprié et solide pour les parties ad- jacentes du noyau.
Les parties du noyau qui sont éloignées de la ou des portées ,sont supportées en position convena- ble par rapport aux côtés de la cavité du moule , au moyen de supports métalliques ou supports de noyau , dont le nombre est fonction de la longueur et de la grosseur du noyau à supporter. Quand le noyau présente une longueur considérable la mise en place précise et soigneuse du Nombre nécessaire de supports de noyau prend beaucoup de temps ,tandis que en outre , du fait que les supports de noyau se trouvent enfouis dans la pièce moulée finie et ne peuvent pas être réutilisés , leur prix constitue une cause de dépense importante pour le fondeur.
Bien que les portées de noyau soient d'un usage
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courant ,elles rencontrent certaines objections serieuses, par exemple ,quand elles sont de faible diamètre ou d'une longueur assez grand , elles ont tendance à se gauchir au ,cours de la cuisson ,de sorte qu'elles ne se conforment plus exactement à la position de l'ouverture désirée, ména- gée dans la pièce moulée. Ces portées de noyau ne fournis- sent au fondeur qu'une aide imparfaite pour la mise en place du noyau ,et si elles sont gauchies ou tordues, elles peuvent le retarder considérablement dans ses efforts pour produire un ouvrage correct. D'autre part ,pour constituer la dépouille nécessaire pour la fabrication du noyau il est nécessaire de prévoir la portée du noyau allant en se rétrécissant vers l'extérieur à partir du corps du noyau.
Ceci produit une ouverture dans la pièce moulée qui va en se rétrécissant vers l'extérieur bien que ,dans de nombreux cas ,par exemple ,pour la fabrication des éléments de ra- diateurs ,il soit désirable de faire l'ouverture dans la pièce moulée allant en'se rétrécissant vers l'intérieur et ,de la secte ,si on utilise une portée de noyau ,il est nécessaire d'enlever une quantité excessive de métal à l'usinage , en vue de former une ouverture de la conicité désirée dans la pièce moulée.
Vis-à-vis de la portée à noyau , la portée en sable vert ne présenterait aucun des inconvénients ci-dessus puisque d'abord, on pourrait la fabriquer avec une grande précision en prévoyant simplement une ouverture dans le modèle pour recevoir le sable et comme le moule n'est pas cuit cette portée en sable vert ne se gauchirait ou ne se torderait pas ; en second lieu il est relativement facile de munir le noyau' d'une alvéole peu profonde destinée à rece- voir l'extrémité intérieure de cette portée de sable vert , puisque cette alvéole n'est que peu affectée par la cuisson et conserve ,de ce fait l'emplacement précis qui lui a
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été affecté au début.
De cette manière , le mouleur pour- rait mettre le noyau en place avec précision et rapidité par le simple fait de placer l'alvéole du noyau sur la portée de sable vert ; en troisième lieu, la partie conique d'une portée en sable vert est tournée vers l'intérieur comme celle de l'ouverture qu'on désire ménager dans la pièce moulée , de sorte qu'on n'aurait besoin que d'un faible usinage ,si l'on employait une portée en sable vert.
La portée en sable vert posséderait donc plusieurs caractéristiques avantageuses qu'on ne rencontre pas dans la portée de noyau , mais jusqu'à présent on a.considéré comme impraticable, dans de nombreux cas , tout au moins, d'utiliser la portée en sable vert pour cet usage , en raison de sa friabilité et de son manque de résistance.
Or la demanderesse a découvert un procédé de moulage ,grâce auquel on peut profiter de tous les avantages de la portée en sable vert et , dans ce but elle a imaginé un disposi- tif de renforcement ou de retenue pour cette portée en sable vert ,retenue à l'aide de laquelle on peut rendre la portée suffisamment solide et raide pour qu'elle conserve la forme qui lui a été donnée primitivement au cours du moulage , et grâce à cette portée rigide en sable vert , on est à même de mettre le noyau en place avec une précision tellement supérieure à l'ordinaire , qu'on peut augmenter considéra- blement la qualité des pièces moulées.
Incidemment, la mise en pratique de ce procédé et l'emploi dé ce dispositif de retenue permettent de réduire sensiblement le nombre des supports de noyaux utilisés, puisque les portées renforcées en sable vert fournissent au noyau un support si rigide qu'on n'a plus besoin que d'un faible support auxiliaire. Dans de nombreux cas ,la réduction du nombre de supports de noyaux utilisés est suffisante pour compenser le prix du dispositif
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de renforcement selon l'invention.
Sur les dessins ci-jointe , on a représenté certai- nes étapes du procédé perfectionné selon l'invention appli- que à titre d'exemple , à la fabrication d'un élément de radiateur et on a représenté également le dispositif perfec- tionné de renforcement ou de retenue selon l'invention..
Sur les dessins :
Fig. 1 est une coupe verticale représentant une moitié ,par exemple ,le moitié inférieure ,d'un châssis de montage en deux parties ,avec un modèle disposé à l'in- térieur , ce modèle étant muni du dispositif de retenue du noyau suivant l'invention ;
Fig. 2 est une coupe verticale partielle du moule complet montrant le noyau en place ;
Fig. 3 est une vue en plan à plus grande échelle du dispositif de retenue de la portée suivant l'invention
Fig. 4 est une élévation de côté pour partie en coupe . du même dispositif ;
Fig. 5 est une élévation pour partie en coupe verticale et pour partie brisée ,d'un élément de radiateur tel qu'il se présente à sa sortie du moule ;
Fig. 6 est une coupe partielle d'une pièce de fonte , éxécutée suivant la présente invention ,et repré- sentant l'étape de l'usinage de l'ouverture, prévue dans cette pièce ;
Fig. 7 est une coupe verticale partielle représen- tant un mode usuel de réunion de deux éléments de radiateurs et
Fig. 8 est une coupe verticale partielle d'un moule ,montrant la pièce de fonte à l'intérieur et fai- sant voir les résultats obtenus par l'utilisation d'une portée de noyau.
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Sur les dessins 1 désigne un modela représenté ici sous la forme de celui qu'on utilise pour fabriquer un élémnet de radiateur ordinaire comme ceux qui sont utili- sés pour la fabrication des radiateurs composés pour la chauffage à l'eau chaude ou à la vapeur. On a représenté le modèle reposant sur une plaque ou planche de fond 2 , sur laquelle est placée une pièce 3 d'un châssis de moulage en deux parties. Bien qu'il importe peu que c-tte partie soit considérée comme la pièce inférieure ou la pièce su- périeure du châssis , on s'y rapportera ci-après en la considérant , par raison de commodité ,comme la pièce inférieure.
Suivant la présente invention . le modèle 1 est muni ,en des points appropriés, de cavités 4 , qui présen- tent chacune le diamètre et la profondeur voulue pour rece- voir une partie du sable de moulage destiné à former une portée de sable vert. Ces portées produisent des ouvertures dans la pièce de fonte . et ,dans la fabrication des éléments de radiateur ,il est désirable de produire une ouverture aux deux extrémités de l'élément et de chaque côté de ce dernier ,ouverture qui est destinée à recevoir la cosse ou autre dispositif employé pour réunir les éléments adja- cents.
Suivant la présente invention , avant d'enfouir le modèle dans le sable ,on introduit un dispositif de renforcement de la portée dans chacune des cavités 4. On a représenté sur les figs. 3 et 4 une forme de réalisation préférée de ce dispositif de renforcement. Tel qu'il est représenté ici ,ce dispositif de renforcement 6 a la forme d'une coupelle , de préférence taillée en cône d'une extré- mité à l'autre et comprenant une partie de paroi 7 généra- lement cylindrique présentant , de préférence , à son extrémité la plus petite , un rebord annulaire 8 , dirigé
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vers l'intérieur , et qui est munie de talons d'ancrage 9, faisant saillie à partie de son extrémité supérieure.
Telle qu'il est représenté ici , ce dispositif comporte quatre de ces talons ,mais le nombre exact importe peu.
De préférence , ce dispositif de renforcement est fabriqué par une opération d'estampage de feuille de tôle et en vue d'obtenir une profondeur suffisante pour la coupelle on préfère fendre la matière ainsi qu'il est indiqué en 10, bien que l'on puisse se dispenser d'exécuter cette fente si. la matière présente une ductilité suffisante.*
On préfère employer aussi dela matière perforée pour fabriquer cette retenue ,du fait que cette matière perforée possède une raideur suffisante pour le but envi- sagé tandis qu'elle contient en même temps beaucoup moins de matière que si elle était fabriquée de tôle non perfo- rée. De cette manière elle a moins tendance à refroidir et à tremper en surface la fonte liquide qui vient en con- tact avec elle.
Bien que ,ainsi qu'on, vient de l'indiquer on puisse fabriquer la retenue en tôle perforée on peut aussi la fabriquer à l'aide d'une feuille de tôle métal- lique et on peut aussi appliquer avantageusement une matiè- re autre que du métal , dans certaines circonstances;
La retenue présente de préférence ., des dimen- sions et une forme telles qu'elles'ajuste exactement dans les ouvertures 4 du modèle , formant ainsi effectivement un doublage de l'ouverture le bord inférieur 12 de la retenue reposant sur le fond de l'ouverture ,tandis que le bord supérieur 11 de la retenue se trouve sensiblement au niveau du bord supérieur de l'ouverture. Les talons d'ancrage 9 font saillie au-dessus du sommet de l'ouver- ture de manière à ce qu'ils soient solidement enfouis dans le sable 13 , qu'on tasse alors dans le châssis.
Au cours de ce tassage du sable ,il est tout à fait probable.. que les pièces d'ancrage 9 seront infléchies vers l'exté-
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rieur d'une certaine quantité de manière à ce qu'elles aient une prise ferme dans le, masse principale du sable qui est à l'intérieur du châssis. Pendant le remplissage du moule avec le sable , l'intérieur de la retenue de la portée se trcuve complètement rempli de sable compact, dont certaines parties pénétrent dans les perforations de la retenue ,de sorte que la surface extérieure de la portée achevée se compose de petits éléments de sable en- fouis dans la matière constituant le dispositif de retenue.
Une fois le châssis rempli et convenablement tassé, on renverse l'élément 3 on le sépare de la planche 2 et on retire le modèle 1 du sable , laissant ainsi libre la cavité 15 dit moule* Les portées, de sable vert formées par l'opération ci-dessus font saillie maintenant dans la cavité du moule , ces portées étant maintenues en position convena- ble par les dispositifs de retenue 6 qui forment effective- ment des recouvrements extérieurs ou enveloppes raides et durs pour les portées.
L'élément supérieur 3a du châssis est muni , d'une manière semblable ,d'une cavité de moulage M à partir de la paroi delaquelle les portées de sable vert font sail- lie ,ces portées étant renforcées par des retenues , de la façon qu'on vient de décrire.
Un noyau 16 , de forme convenable est fabriqué de la manière habituelle et pourvu , en des points convena- bles , d'ouvertures 16a de faible profondeur et en forme d'alvéole qui correspondant en nombre et en position , aux portées prévues comme on l'a décrit plus haut. Le mouleur prend alors ce noyau et place ses ouvertures inférieures en forme d'alvéoles 16a au-dessus des extrémités internes des portées renforcées en sable vert qui forment saillie dans la moitié inférieure 15 de la cavité du moule. Si besoin
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est ,on peut introduire des supports de noyau 17 et 17a de n'importe quel type désiré au moment voulu au cours de l'opération , pour constituer des supports supplémentaires du noyau.
Le mouleur dispose alors la moitié supérieure inver- sée du châssis sur la moitié inférieure , de manière à ce que les portées de sable vert renforcées qui font faillie à partir de la surface interne de la cavité du moule supé- rieur 15a viennent en regard des ouvertures en forme d'al- véoles 16a du côté supérieur du noyau.
Ainsi qu'on l'a indiqué ci-dessus , ces ouvertures peu profondes 16a en forme de douille conservant leur forme et leur position exactes après la cuisson , beaucoup mieux que ne le fait la portée de noyau habituelle. Du fait que la noyau est tout à fait raide , de même que les portées renforcées , on peut compter sur ces alvéoles comme moyen de mise en place du noyau.
Suivant la présente invention , les portées en sable vert munies des enveloppes extérieures ou revêtements raides et rigides sont -capables de résister aux efforts la- téraux sans se briser ou se déformer et ,de cette manière, quand les alvéoles de la pièce de noyau reçoivent ces portées renforcées , le noyau est maintenu d'une manière très rigide en position de sorte qu'il ne peut pas se déplacer dans le sens longitudinal ni vers , ou à partir de ,
la paroi latérale de la cavité du moule* Ce support rigide du noyau est tel et l'exactitude de la mise en place est tel- ' lement supérieure à la pratique ordinaire qu'il est possible de réduire l'épaisseur des parois des pièces de fonte fabri- quées par ce procédé ce qui permet d'économiser une quan- tité considérable de matière sans sacrifier inutilement la résistancé de la piece de fonte finale.
Une fois le moule achevé , comme on vient de l'indiquer , on verse la fonte de la manière ordinaire,
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produisant ainsi une coulée à noyau ainsi qu'il est indiqué en 19 sur la fig 5. Quand la pièce de fonte est retirée du moule on trouve les dispositifs de retenue 6 réunis µ la pièce de fonte et faisant saillie sur cette dernière ainsi qu'il est indiqué sur la fig. 5.
Du fait que la conicité desportées en sable vert exécutées ainsi qu'on vient de la décrire , est tournée vers l'intérieur de la pièce de fonte , on peut remarquer que l'ouverture de la pièce de fonte va en se rétrécissant vers l'intérieur comme il est indiqué en 21 , le dispositif de retenue cons- tituant un revêtement pour cette ouverture,
On peut alors aléser l'ouverture et enlever la retenue ainsi qu'il est indiqué sur la fig.
6 en introduisant une fraise conique 22 ou un autre outil approprié qui élimine par fraisage le dispositif de retenue et forme une ouverture fraisée lisse qui va en se rétrécissant vers l'intérieure
Du fait que l'ouverture prévue dans la pièce de fonte et limitée par le dispositif de retenue ,va en se rétrécissant vers l'intérieur , la quantité de métal à enlever par l'opé- ration d'usinage est très faible comparée à celle qu'il aurait nécessairement fallu enlever si l'ouverture avait été exécutée , au début de manière à ce qu'elle aille en se rétrécissant en sens inverse.
De plus , comme le disposi- tif de retenue constitue un revêtement de l'ouverture , la fraise ne rencontre paa des particules dures de scories , de sable enfoui , etc... et conserve son tranchant beaucoup plus longtemps que lorsqu'elle/est utilisée dans une ouverture non garnie . Il est évident aussi que dans certains cas la présence de cet élément de recouvrement relativement lisse et fini peut rendre l'usinage complètement superflu.
Sur la fig. 8 ,on a montré le résultat obtenu par l'emploi d'une portée de noyau ,le corps principal du noyau étant désigne par et la portée par P. Le sable de
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moulage est désigné par et la pièce moulée par 1. Dans ce cas , il y a lieu de noter que l'ouverture ménagée dans la pièce de fonte va en s'évadant vers l'intérieur. L'exécution d'une ouverture allant en se rétrécissant vers l'intérieur dans une pièce de fonte de ce genre exigerait ,$ ainsi une quantité excessive de travail d'usinage.
Après que la pièce de fonte a été usinée de la manière représentée sur la fig. '6 , elle peut être associée avec une pièce de fonte semblable 19a,comme indiqué sur la fige 7 ; et réunie à celle-ci à l'aide d'une casse 23 présentant dea parties 21 et 21a de conicités opposées ,ce procédé de réunion des éléments et les moyens employés pour les relier étant anciens et bien connus et ne rentrant pas dans le cadre de la présente invention.
Bien qu'on ait représenté l'invention comme ap- pliquée au moulage d'un élément de radiateur on doit com- prendre que l'invention n'est pas bornée à cette'applica- tion ,mais qu'elle peut être utile pour l'exécution de n'importe quelle pièce de fonte à noyau dans laquelle une ouverture doit être ménagée au cours de la coulée. En ou- tre en ce qui concerne le dispositif de retenue il est clair que les dimensions et la forme exacte représentées ici ne doivent nullement être considérées comme limitatifs puisque cette retenue sera exécutée de manière à se confor- mer , dans tous les cas particuliers , à la forme et à la dimension de la portée voulue.
En outre ,dans certains cas , la retenue peut affecter la forme d'une fraction de cercle ; elle ne constitue pas forcément la surface exté- rieure de la portée , mais elle peut être enfouie plua profondément , à l'intérieur de cette portée , qu'il n'a été indiqué ci-dessus ; et pratiquement le renforcement de la portée de sable vert peut être exécuté d'une manière' générale, d'autre façon et par l'application d'autres ma-
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tières que ce'.les mentionnées ci -dessus.