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Société: KONINKLIJKE NEDERLANDSCHE HOOGOVENS EN STAALFABRIEKEN N. V.
Cette invention concerne certaine perfectionnements apportés aux machines à mouler centrifuges, et plus parti- culièrement aux machines du type servant à fabriquer des pièces coulées cylindriques relativement longues dalsdes moules munie d'une garniture refractire. Les machines de ce type, telles qu'elles ont été employées jusqu'à ce jour, étaient généralement disposées de telle sorte que le moule était supporte en deux endroits espaces et intermédiaires de sa longueur par des rouleaux de support et était agence pour être actionné, par l'intermédiaire d'un embrayage ma- gnetique, soit à l'une de ses extrémités seulement, soit par des rouleaux de support eux-mêmes.
L'entrainement du moule à l'une de ses extrémités seulement présente l'incon- venient qu'il est difficile, sinon impossible, d'assurer
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l'alignement correct de l'arbre moteur et de l'axe du mou- le supporte par ces rouleaux, lequel moule peut posséder divers diamètres. A cet égard, l'entrainement du moule par les rouleaux de support présente des avantages marqués., bien qu'un inconvénient de ce mode d'entraînement est que les rouleaux et leurs chemins de roulement sont sujets à s'user inégalement et difficiles a nettoyer, ce qui nuit a la rota- tion correcte du moule, et par conséquent a la qualité du produit.
La présente invention a pour objet de remédier a ces inconvénients. cet effet, le moule est supporté, non pas entre ses extrémités par des rouleaux, mais exclusivement aux deux extrémités, d'un cote par un arbre moteur qui est supporte rigidement par deux ou plus de deux paliers de fa- con qu'il occupe une position invariable, et, à l'autre ex- trémité par un plateau ou mandrin rotatif à travers lequel le métal fondu peut être introduit dans le moule, ce mandrin rotatif étant supporte par un piédestal à l'aide d'un roule- ment à billes ou d'un dispositif analogue entourant la ou les surfaces dudit mandrin qui entrent en prise avec le moule, ce roulement étant placé sensiblement dans le même plan ver- tical et perpendiculairement à l'axe de rotation.
De cette manière, le moule est supporte a ses deux extrémités, de sorte qu'aucun mouvement vibratoire ne peut être engendre dans ce moule pendant la coulée ni, par conséquent, apres l'opération de coulee ou pendant la soli- dification du métal coulé, malgré les forces centrifuges considérables susceptibles de résulter, par exemple, d'une garniture dissymétrique ou d'une déformation du moule. Ceci a une influence favorable sur le fonctionnement et la durée de la machine, ainsi que sur la qualité des pièces moulées.
Le mandrin moteur, de même que le mandrin commande,
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ou fou, peuvent être associes soit à un support mobile ou chariot, soit a un support fixe, ces supports étant analogues aux deux poupees fixe et mobile d'un tour a pointes. En d'autres termes, le ou les mandrins peuvent être fixés rigidement a la fondation ou être agencés pour pouvoir être déplacés suivant leur axe de façon à permettre la mise en place et l'enlèvement des moules. Indépendamment de cette disposition, le mandrin moteur peut être agencé pour pou- voir être déplace suivant son axe de façon a permettre le moulage de tuyaux ou objets analogues de diverses lon- gueurs, le mandrin fou et la goulotte de coulée et les pie- ces s'y rapportant pouvant alors rester immobiles.
Avec un mandrin de support ou de coulée fou ainsi dis- pose, le roulement a billes prévu sur ce mandrin n'est pas trop expose à la chaleur rayonnante du métal fondu que contiennent la poche, la goulotte et le moule, surtout si le moule lui-même (ou un organe'constituant en réalité un prolongement de ce moule) fait saillie au delà du plateau fou et si le support fixe est muni d'un écran ou diaphragme qui intercepte la chaleur rayonnant du métal fondu et de la poche. Un diaphragme de ce genre peut aussi être monte sur le mandrin moteur ou sur un noyau destine a former la tulipe ou extrémité évasée du tuyau, ce noyau pouvant d'ailleurs être établi de façon qu'il ferme complètement le moule a cette extrémité.
Pour diminuer aussi la vitesse a laquelle la chaleur est transférée par conduction du moule au roulement a bil- les, celle des surfaces du mandrin fou qui est destinée a entrer en contact avec une surface correpondante du moule peut, au lieu d'être continue, être interrompue de façon a n'entrer en contact avec le moule que par de petites par- ties séparas de ladite surface. Une construction similaire
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peut être adoptée pour le mandrin moteur.
En vue du même résultat, les saillies ou pattes par lesquelles les mandrins entrent en prise avec le moule peuvent recevoir la forme d'une volute ou d'une hélice, ou bien on peut prévoir des ailettes de cette forme entre lesdites pattes, de façon que, , pendant la rotation du moule et après la coulee de l'air soit amené a passer a travers les intervalles subsistant entre le moule et les mandrins. Dans ces conditions, ces mandrins ne peuvent pas être soumis a un chauffage exagère par le moule chaud. Sur le cote du mandrin moteur, on peut faire en sorte que le courant de fluide réfrigérant soit refoule dans et a travers le moule de façon a influencer le taux de refroidissement et, par conséquent, la qualité du produit.
A cet effet, pour produire un courant très énergique de fluide réfrigérant, le mandrin moteur peut présenter aussi, de l'autre cote, des trous et des ailettes d'entrainement, ou bien ces ouvertures peuvent être envelop- pees par un carter fixe relie a un tuyau d'alimentation d'air ou autre gaz comprimé.
Pour permettre l'introduction facile d'un moule nou- vellement préparé et la compensation de faibles inexactitudes susceptibles de se produire dans l'assemblage des diverses pièces de la machine, le palier du mandrin fou, s'il est monte dans un support mobile, peut être agence pour osciller autour de tourillons horizontaux dans une chape qui est elle-même agencée pour pivoter autour d'un axe fixe parallèle aux tourillons et sur laquelle agit un dispositif hydraulique ou pneumatique permettant de presser ce mandrin fermement contre le moule.
Avec cette construction, et lorsque le moule est chauffe au point de se dilater, le mandrin fou est agencé pour céder élastiquement sous l'influence d'une pression
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constante et, pendant ce mouvement, ce mandrin reste paral- lèle a lui-même à un niveau sensiblement constant et par conséquent correctement en prise avec le moule.
Pour tenir compte des détériorations possibles et permettre de mouler des tuyaux ou objets analogues de diffé- rents diamètres, le palier a billes ou palier analogue (ou le palier Michell susceptible d'être employé si le tuyau , possede un grand diametre et doit recevoir un mouvement de rotation très rapide), de même que les pièces qui entrent directement en contact avec le moule peuvent être établis de façon qu'ils soient facilement interchangeables. La même remarque s'applique au mandrin moteur.
On completera la description de l'invention en se refe- rant aux dessins annexés dans lesquels:
La figure 1 est une vue de côté plus ou moins schéma- tique d'une machine à mouler centrifuge dans laquelle le mandrin fou est dispose dans un support ou poupée fixe et le mandrin moteur dans un support ou poupée mobile tel qu'un chariot coulissant.
La figure 2 est une coupe transversale suivant II-II, de la figure 1, mais a plus grande échelle.
Les figures 3; 4 et 5 sont respectivement une vue de cote avec coupe verticale partielle, une vue de face et une coupe suivant V-V de la figure 3 d'un mandrin fou muni d'un support mobile.
Les figures 6 et 7 sont des coupes axiales de man- drins moteurs de différente construction.
Le moule 1 (figure 1) est muni d'anneaux de ren- forcement 2 et établi de façon a présenter a chacune de ses extrémités une surface externe conique agencée pour se coin- cer dans des surfaces internes coniques correspondantes des mandrins 3 et 4 de la machine à mouler.
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Le mandrin 3 est fixé a l'extrémité libre d'un arbre
5 tourillonnant dans des paliers 6 et accouplé, par l'inter- médiaire d'un embrayage magnétique 7, avec un moteur élec- trique 8. Les paliers et le moteur sont montés sur un cha- riot 9 supporté par un second chariot 10, lui-même suppor- te par une plaque d'assise 11 fixée a la fondation (figure 2).
Les chariots 9 et 10 sont reliés entre eux par un cy- lindre hydraulique a double effet 12, fixe. au chariot 10, et par un plongeur hydraulique 13, dont la tige 14 agit sur le chariot 9. Lorsque le chariot 10 a été verrouille en po- sition, le chariot 9 est agencé, sous l'action de la pres- sion hydraulique, pour être déplace vers l'avant, lorsqu'on se propose de serrer le moule 1 entre les deux plateaux 3 et 4 Pendant l'opération de coulée et la dilatation thermique qui en résulte du moule, le chariot 9 est agencé pour flé- chir élastiquement contre l'action de la pression hydraulique agissant sur le plongeur 13, tout en continuant à exercer la poussee axiale nécessaire sur le moule 1.
Dans le chariot 10 est monte un arbre transversal 15 muni, a l'extérieur du chariot, d'un levier a encliqueta- ge 16 et à l'intérieur du chariot, de deux pignons 17 engre- nant avec des crémaillères 18 portées par la plaque d'assise 11. A l'aide de cette disposition, le chariot 10 est agence pour etre déplace manuellement par rapport a la plaque d'as- sise dans la direction axiale et pour être amené à la posi- tion voulue, selon la longueur du moule. Le chariot 10 est en outre muni de plaquettes de montage 19 maintenues par des ecrous sur des boulons 20 et a l'aide desquelles on peut le verrouiller dans la position a laquelle il a été amené, d'une manière propre à permettre au chariot 9 d'être déplace dans les deux sens.
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Le mandrin fou 4 (figure 1) est une pièce annulaire qui peut tourner dans une douille fixe 21 supportée par un piédestal 22. La goulotte de coulée 23, qui traverse ce mandrin, est indiquée par des traits mixtes, de meme que la poche de coulée 24, représentée dans sa position élevée.
Selon la disposition des figures 3 à 5, le mandrin 4 est monte dans une douille ou anneau non rotatif 25 muni d'un diaphragme 25 sur sa face arrière et portant latéralement et de chaque cote un tourillon 27 supporté par un étrier ou chape 28 qui est monté a charnières, en 29, sur des bossa- ges 30 d'un piédestal 31. Sur ce piédestal pivote un cylin- dre hydraulique a simple effet 32 dont le plongeur 33 est agence pour agir sur l'étrier 28. Des ressorts a boudin 34 relient l'étrier 28 au piédestal 31 de façon à solliciter celui-ci vers l'arrière lorsque llongeur hydraulique 33 cesse d'être soumis a une pression.
Pendant ce mouvement vers l'arrière l'etrier agit sur une saillie 35 de la douille
25, de sorte que, après desserrage du moule, l'ensemble de la douille et du mandrin fou 4 vient occuper une posi- tion telle que celle marquée en traits mixtes dans la fi- gure 3.
Le mandrin 4 est supporté par la douille fixe 25 à l'aide d'un roulement à billes 36 et est muni intérieurement de quatre pattes 37 présentant chacune une surface interne conique agencé pour entrer en prise avec une surface ex- terne conique correspondants 38 du moule 1 et fixer celui-ci par frottement. Au lieu d'être conique, cette dernière sur- face pourrait encore être sphérique, et il en est de même pour l'extrémité opposée du moule. Dans les interstices entre les pattes 37, le mandrin 4 est muni d'ailettes 39 qui, pendant la rotation dudit mandrin et du moule 1, produisent un cou- rant d'air intense entre des éléments, de telle sorte que
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les parties par, l'intermédiaire desquelles la chaleur du etre moule pourrait/transféré au roulement a billes sont re- @ froidies énergiquement.
Si nécessaire, on peut assurer un refroidissement encore meilleur du roulement à billes par un graissage forcé et large dudit roulement et en re- froidissant l'huile revenant du roulement, ainsi que, si nécessaire, en refroidissant par de l'eau la douille 25.
Les pièces rotatives sont disposees de telle sorte qu'on peut facilement les enlever de la douille 25 et les remplacer par d'autres, qui peuvent recevoir différents diamètres internes.
Etant donné que, dans une machine telle que celle représentée dans les figures 3-5, le mandrin fou est force hydrauliquement contre le moule, ce mandrin peut coopérer avec un mandrin moteur monté dans un support fixe qui n'a besoin d'être agencé pour être déplacé suivant son axe que lorsqu'on se propose d'employer des moules de diverses longueurs. Lorsqu'il s'agit de retirer de l'a machine un moule dans lequel une coulée vient d'être faite et d'y mon- ter à sa place un moule fraîchement garni, on fait pivoter le mandrin fou vers l'arrière, puis de nouveau vers l'avant par un échappement d'eau hors du cylindre 32, suivi d'une admission d'eau a l'intérieur dudit cylindre.
Le mandrin moteur selon la figure 6 se comporte à la façon d'un ventilateur, étant donné qu'il présente des trous ou conduits dans lesquels sont disposées des ailettes 40 qui refoulent de l'air a l'intérieur du moule dans le sens des floches. Le courant d'air ainsi crée refroidit aussi le mandrin moteur lui-même. Le transfert direct de la chaleur du moule 1 au mandrin 3 est réduit au minimum par le fait que le moule n'est serré que par un petit nombre de pattes 41 de faible hauteur, de sorte que les intervalles entre le
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mandrin et le moule sont relativement étroits et qu'il ne peut s'échapper qu'une faible partie de l'air a travers ces intervalles. Un diaphragmait empêche la chaleur rayon- nant du métal chaud de chauffer le mandrin moteur.
Selon la disposition de la figure 7, le mandrin mo- teur présente des conduits 43 dans lesquels des ailettes ne sont pas disposées et qui sont enveloppés extérieurement par un carter fixe 44 relié à un tuyau d'alimentation d'air ou autre gaz comprimé 45, une circulation de fluide réfrigé- rant pouvant ainsi également être établie à travers le moule 1. Cette disposition exige une source distincte d'air ou autre gaz comprimé, mais elle présente l'avantage qu'il est facile de régler le débit pendant le fonctionnement.
Si on le désire, l'amenée d'air ou autre gaz comprime peut se faire par l'arbre moteur creux.
Dans la disposition selon les figures 6 et 7, le mandrin moteur coulisse sur une partie extrême rétrécie de l'arbre 5 et est fixe à cette partie a l'aide d'un disque 47 et de boulons 48, sa rotation par rapport à l'arbre é- tant empêche par une clavette 46. De cette manière, il est facile de détacher le mandrin de l'arbre et de le remplacer par un autre possédant le même diamètre ou un diamètre dif- férent.
Pour que la machine puisse fonctionner d'une façon satisfaisante, il est nécessaire que le mandrin fou coïnci- de exactement avec le mandrin moteur. A cet effet, la douil- le non rotative du mandrin fou peut, après que la machine a été installé, être rectifiée à l'aide d'une barre ou bro- che d'alésage montée dans une position exactement concentrique a l'axe du mandrin moteur. A titre de variante, avant d'effectuer le montage des organes sur le cote de la goulot- te de coulée on peut fixer au mandrin moteur une contrepar-
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tie exacte du moule et la supporter convenablement à son extrémité libre, puis suspendre à cette extrémité libre l'ensemble du mandrin fou et des pièces s'y rapportant et fixer finalement le piédestal sur sa fondation.
RÉSUME
Une machine à mouler centrifuge pour la fabrication des tuyaux et autres pièces de moulage cylindriques dans des moules garnis d'une matière réfractaire, cette machine étant caractérisée par le fait qu'elle comprend un plateau au mandrin moteur ou d'entraînement et un plateau ou man- drin commandé ou fou entre lesquels un moule est agencé pour être fixé axialement par serrage de façon à être supporté par eux, le mandrin moteur étant fixe a l'une des extre- mités d'un arbre supporte en deux endroità au moins, et le mandrin commande ou fou etamt supporte rotatoirement par une pièce non rotative et étant agencé pour supporter le moule dans un plan qui coincide sensiblement avec le plan- dans lequel ce mandrin lui-même est supporté.
Cette machine présente, en outre, une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, considérées séparément ou en combinaison:
1 l'arbre du mandrin moteur et le mécanisme de commande s'y rapportant sont supportés par un piédestal qui est déplaçable axialement pour permettre de monter des moules de diverses longueurs entre les deux mandrins.
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