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" Procédé et appareil pour couler sous pression du métal en fusion".
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. --------------.---- L'invention a trait à la coulée en cOQuille de métal fondue sous pression d'air ou de gaz, et elle est particulièrement applicable à la fabrication de pièces coulées sur une grande échelle.
On sait qu'on peut utiliser un réservoir ou une poche de coulée en forme de tube oourbé qu'on plonge dans le creuset et dont une extrémité est reliée en
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permaa.enoe â une conduite, reliée elle-même à la source de pression par l'intermédiaire d'un organe d'arrêt.
Toutefois ce système peut causer des accidents graves lorsque des fuites ne produisent dans l'organe d'arrêt parce que le métal fondu peut alors être projeté an
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dehors avant que l'orifice de la poche soit relié au moule.
On connaît aussi des poches dans lesquelles les deux extrémités du tube sont superposées, parallèles entre elles et agencées de façon à être reliées simul- tanément à la source de pression et au moule, l'orifice de sortie de la source de pression étant placé direc- tement au-dessus de l'entrée du moule. Dans ce cas on obtient un assemblage étanche, parce qu'à l'extrémité opposée aux orifices du tube la poche comporte un bos- sage sur lequel une pression est exercée. Toutefois cette construction n'est pas pratique à plusieurs égards.
Il est difficile, par exemple, d'obtenir l'étanchéité aux deux extrémités du tube courbé, en raison, entre autres de la différence de chauffage des pièces coopé- rant entre elles .
Conformément à la présente invention les inconvé- nients ci-dessus sont évités en faisant en sorte que la liaison entre la conduite de pression, la poche et le moule soit établie par le montage de la poche sous pres- sion entre l'orifice de sortie de la conduite de pression et l'entrée du moule. On peut obtenir ce résultat en montant l'orifice-de sortie de la pression et l'orifice d'entrée dans le moule en face l'un de l'autre, dans des organes de serrage mobiles l'un par rapport à l'autre et entre lesquels la poche peut être serrée de façon que sa cavité soit reliée aux deux orifices en question.
Conformément à la présente invention la pression sous laquelle les parties du moule sont pressées l'une sur l'autre peut être utilisée pour serrer la poche, l'or- gane de serrage qui comporte l'orifice de coulée
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pouvant, par exemple, se mouvoir librement, de telle façon qu'il soit pressé contre la poche lorsque les parties du moule sont serrées l'une sur l'autre, la poche étant par suite pressée contre l'autre organe de serrage, qui lui, est fixe.
L'invention concerne également une construction appropriée du réservoir ou de la poche de coulée et nn mouvement permettant de transporter la poche du creuset au moule.
On a représenté aux dessins ci-joints plusieurs formes d'exécution de l'invention,
Dans ces dessins:
Figure 1 est un plan de l'appareil de coulée sous pression du métal fondu, cet appareil permettant l'ap- plication du procédé qui fait l'objet de la présente invention.
Figure 2 est une vue en bout, avec coupe partielle par la ligne II-II de la figure 1.
Figure 3 est une vue de côte, partie en coupe, de la poche de l'appareil, à une plus grande échelle.
Figure 4 en est une coupe transversale par la ligne IV-IV de la figure 3.
Figure 5 est une vue de côté d'une partie de l'ap- pareil et montre nue variante du mécanisme de transport de la poche du creuset du moule.
Figure 6 en est une coupe par la ligne VI-VI de la figure 5 et
Figure 7 une coupe longitudinale d'une variante de'la poche à une plus gaande échelle
Dans les figures 1 et 2, les organes de serrage sont indiqués en 10,11 et 12. La pièce 10 est fixée à l'extrémité de deux supports parallèles 13 et 14, tandis que les deux autre organes 11 et 12 peuvent
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coulisser sur ces supports. On peut agir sur l'organe 12 au moyen de deux leviers articulés 15 de type connu actionnés au moyen d'un volant 17 par l'intermédiaire de roues dentées 16.
Le moule dans lequel le métal est coulé est constitué par deux pièces 18 et 19 fixées respective- ment aux organes 11 et 12. L'orifice de coulée 30 du moule se continue à travers l'organe 11 et se termine par une buse amovible 21.
Le métal fondu est transporté du creuset 27 au moule 18,19 au moyen d'une poche 22 suspendue à oscillas tion libre à un tourillon ou pivot 33 porté par un bras 24. Oe bras est fixé 4 une extrémité d'un arbre 25 mon- te sur les supports 13 et 14 par l'intermédiaire de tourillons parallèles. L'arbre 35 peut être actionna au moyen d'un levier de manoeuvre 26 monté à l'extré- mité opposée. mitLe creuset 27 est placé de telle façon qu'on puisse plonger la poche 22 dans le creuset en faisant faire un demi-tour 4 l'arbre 25. Le creuset 27 est ren- fermé dans un bâti calorifugé 28 résistant au feu et il est chauffé au moyen d'un brûleur à huile 29 de type connu.
En plus de crauset 27, le bâti 28 renferme la partie inférieure d'une chaudière 30 également chauffée par le brûleur 29, le foyer de la chaudière étant relié par des conduits 31 et 32 à la chambre de combustion annulaire 33 qui entoure le creuset. On peut régler le chauffage de la chaudière 30 au moyen d'un modérateur mobile 34 monté dans le conduit 31.
Une conduite 36 munie d'un organe d'arrêt 35 (figure 1) part de la chambre de vapeur de la chaudière 30 et aboutit à l'organe de serrage 10. Un canal 37 est
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pratiqué à travers l'organe 10 dans le prolongement de la conduite 36. L'orifice de ce canal sur la face infe- rieure de l'organe 10 se termine par une buse 38.
La cavité de la poche 22eeet divisée en deux com- partiments 3@ et 40(fig. 3 et 4) reliés entre aux 4 la partie inférieure et comportant à la partie supérieure un orifice d'admission 41 pour le fluide sous pression et un orifice de sortie 42 pour le métal fondu. L'orifice d'admission 41 et l'orifice de sortie 42 se trouvent sensiblement sur une même ligne, de aorte que la cavité de la poche peut être placée entre la conduite de pression 36 et le moule 18,19 par le serrage de la poche entre les organes 10 et 11. Le compartiment 39 est plus grand que le compartiment 40 et la cavité de la poche 22 est telle que la poche puisse fournir exaotement la charge d'un moule.
En conséquence* 'un appareil déterminé comportera un certain nombre de poches dont les cavités ont des volumes différents et pour un moule détermine on prendra une poche dont 10 cavité; correspond à celle du moule.
Le fonctionnement de l'appareil est le suivant:
En agissant sur le levier de manoeuvre 26 on fait tourner l'arbre 25 de façon à faire osciller la poche 22 jusqu'à ce qu'elle soit plongée dans le métal fondu du crsuset 27. Pendant ce mouvement la poche 22 est suspendue verticalement au pivot 23 par l'action de son propre poids, le centre de gravité de la poche se trouvant au-dessus du point suspension. Le métal coule alors dans la cavité de la poche à travers les deux ouvertures 41 et 42.
Lorsque la cavité a été rem- plie de métal fondu on fait tourner l'arbre 25 en sens inverse jusqu'à ce que la poche 9,2 occupe la position
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représentée en figure 1, position dans laquelle la buse 38 se trouve dans le prolongement de l'orifice d'admis- sion 41 et la buse 21 dans le prolongement de l'orifice de sortie 42. On agit ensuite sur' les leviers articulés 15 au moyen du volant de manoeuvre 17 de façon à presser l'une sur l'autre les parties 18 et 19 du moule, et la poche 22 se prouve simultanément serrée entre les buses 38 et 21 des organes 10 e 11.
On ouvre enfin l'organe d'arrêt 35 et le métal contenu dans la poche 22 est re- foulé dans le moule 18,19 qu'il remplit,l'air contenu précédemment dans le moule étant chassé et sortant par des ouvertures étroites pratiquées à ce sujet, mais à travers lesquelles le métal ne peut pas passer.
Dans le mode de réalisation représenté aux figures 5 et 6, le creuset est monté en arrière de l'appareil de coulée et il est renfermé dans un bâti 28a. La poche 22a est suspendue à un tourillon ou pivot 23a fixé. au bras 24a comme dans le cas précédant, mais dans les fi- gures 5 et 6 l'arbre 25a du bras 24a est perpendiculaire au sens longitudinal de l'appareil, supportepar un palier 50. La poche est transportée du creuset au moule et réciproquement par le mouvement de la partie 19a du moule, partie qui se déplace lorsque la pièce coulée est retirée du moule. A l'organe 12a portant cette partie du moule est fixé une tige 51 dont l'extrémité est cons- tituée par une crémaillère 52 coulissant dans une glis- sière 53( figure 6).
Cette crémaillère engrène avec un pignon ou un secteur denté 54 fixé à l'extrémité de l'ar- bre 25a.
Lorsque le moule est fermé(figure 5) une extrémité de la crémaillère 52 engrène avec une extrémité de sec- teur denté 54 et le bras 24a occupe une position telle que la poche 22a se trouve entre les buses 21a et 38a,
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l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie de sa cavité étant reliés aux embouchures de ces buses, et la posi- tion exacte de la poche étant déterminée au moyen de vis réglables 55 fixées à une bande 56 portée par les supports 13a et 14a. Lorsque la coulée est terminée on sépare la partie 19a de l'autre partie-18a du moule.
Pendant la première partie de ce mouvement la crémail- lère 52 engrène avec le secteur 54 et le bras 24a ainsi que la poche 22a sont amenés à la position représentée en pointillé à la figure 5. Dans cette position le bras 24a s'appuie sur une butée fixe 57. Pendant le reste -du mouvement de la partie 19a du moule, aumône action réciproque n'a lieu entre la crémaillère et le secteur denté%
Il est bien entendu que, théoriquement, il est suffisant que les engrenages 52,54 fassent passer la poche d'une position extrême à une position dans laquelle le centre de gravité de la poche se trouve au delà de l'axe de l'arbre 25a, le reste du mouvement pouvant être produit sous l'action de la gravité.
Dans la figure 7. le compartiment de la poche agencé de façon 4 être relié à la source de pression est constitué par deux parties 39a et 39b, la section transversale de la partie 39b étant plus grande que la section transversale de la partie 39a. Etant donna: que la pression agissant pour refouler le métal fondu dans le moule est le produit de la pression spécifique de la source de pression par la surface du métal en contact avec le fluide sous pression, la pression exercée sur le métal augmentera lorsque le métal passera de la par- tie 39a à la partie 39b. La section transversale peut varier autrement que cela est indiqué dans la figure 7.
Généralement,conformément à la présente invention, la
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section transversale de la branche reliée à la source de pression varie dans le sens longitudinal de cette branche, de sorte que la pression exercée sur le métal varie suivant l'allure que l'on veut donner à l'opéra- tion de coulée.
La poche décrite et représentée à l'avantage de pouvoir être enlevée et remplacée facilement au besoin par une autre poche. Cette poche est très robuste et elle peut résister à une pression considérable, sa for- me extérieure étant celle d'un bloc.
Il est en outre avantageux que le creuset soit montéde façon à pouvoir être facilement enlevé et rem- placé par un-.'creuset contenant un autre métal, de ma- nière que la coulée d'un autre métal puisse commencer rapidement. L'app@@eil représenté n'exige aucun creuset de forme spéciale ou en matière spéciale, de sorte que ces facteurs peuvent être choisis à volonté et qu'on peut utiliser, si on le désire, les creusets existants et leurs foyers. L'une des caractéristiques de l'appa- reil consiste en ce qu'il peut être utilisé sans modi- fication pour couler tous les métaux appropries à cette application et dont le point de fusion est inférieur à 1,200 C.
L'invention n'est pas limitée à l'utilisation de vapeur pour le fluide sous pression.