BE416261A - - Google Patents

Description

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    "PROCEDE   ET APPAREIL PERFECTIONNES POUR LE MOULAGE DE PISTONS" 
La présente invention est relative au moulage de pistons et son objet principal consiste à établir un moule pour la coulée de pistons en acier à parois minces, présentant des dimensions applicables dans l'industrie automobile. Alors que, depuis longtemps, il était d'usage courant de couler des pistons à parois minces en aluminium ou en fonte, personne, pour autant qu'on le sache, n'a encore établi un moule permettant de couler des pistons en acier à parois minces, la   tempé-   rature de fusion plus élevée de l'acier ayant limité l'emploi 

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 de celui-ci aux moulages présentant des parois plus épaisses. 



  L'alliage d'acier particulier utilisé conjointement avec le   nouveau moule ne fait pas partie de l'invention ; il   y a lieu de remarquer que le moule en question doit être en état de recevoir de l'acier coulé à une température de 2850  F. à 2925  F. Cette température élevée aggrave les difficultés dues au retrait et qui étaient jusqu'ici inhérentes à la confection de moulages à parois minces. 



   Un autre objet de la présente invention consiste à établir un moule permettant de couler simultanément un nombre relativement élevé de pistons et dans lequel le poids de chacun des pistons est maintenu endéans une limite déterminée d'avance. 



  Dans les moteurs à combustion interne à régime élevé, il importe particulièrement que tous les pistons soient établis de façon à posséder un poids déterminé d'avance, afin que le moteur soit effectivement équilibré. Jusqu'à présenta on éprouvait de grandes difficultés lorsqu'il s'agissait de couler plusieurs pistons dans un seul moule et d'assurer un poids uniforme à tous les pistons. Les moulages situés dans   unartie   du moule possèdent toujours un poids plus élevé que ceux qui occupent une autre partie du même moule. Ceci est dû   profiablement   à des différences dans le retrait des divers moulages.

   Il y a lieu de considérer que tous les pistons doivent être tournés au même diamètre extérieur, et que leur surface intérieure ne peut subir aucun usinage, étant donnée la présence des bossages ou coussinets d'axe de piston et des nervures de renforcement. Par conséquent, une faible diffé-   rence   seulement du diamètre intérieur provoque une différence considérable dans le poids des pistons finis. Ceci s'applique particulièrement au cas de moulages à parois minces. 



   Un avantage important du moule perfectionné suivant 

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 l'invention consiste en ce que tous les pistons coulés dans celui-ci se contractent d'une manière uniforme. Ceci est obtenu grâce à la prévision d'une poche de compensation de retrait pour chaque piston, ces poches occupant exactement la même position par rapport à chacun des pistons, de sorte que, à mesure que chaque moulage se refroidit, le métal est soutiré des poches de compensation de retrait dans des conditions identiques pour tous les moulages.

   Les canaux de coulée qui alimentent les poches de compensation de retrait présentent une section transversale beaucoup plus faible que celle des dites poches, de sorte que, avant que le métal ne soit soutiré de ces dernières, les canaux de coulée se trouvent déjà solidifiés et par conséquent, le métal contenu dans le jet n'exerce aucune pression sur les poches de compensation de retrait individuelles. 



   Un autre objet de la présente invention consiste à établir un moule d'un type nouveau, dans lequel le châssis supérieur est supprimé. La méthode habituelle appliquée au moulage de pistons consiste à prévoir un châssis inférieur qui constitue le noyau du piston et au-dessus duquel on place un châssis   intermédiaire,,   ce dernier correspondant à la partie extérieure et supérieure du piston..On dispose ensuite au-dessus du   châs   sis   intemédiaire   un châssis supérieur dans lequel on forme les jets, les canaux de coulée et les poches de compensation de retrait. Le châssis supérieur mentionné ci-dessus est supprimé dans le moule perfectionné suivant l'invention.

   Ceci est obtenu grâce au fait que les jets, les canaux latéraux de coulée et les poches de compensation de retrait sont contenus à moitié dans la face supérieure du châssis intermédiaire. 



  On assemble, d'une manière habituelle, une paire de châssis constituée par un châssis inférieur et un châssis intermédiaire, 

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 après quoi on place sur cette paire de châssis une paire de châssis similaire mais renversée. L'ensemble est alors tourné de 90 , après quoi on coule du métal dans le jet constitué entre les deux châssis   intemédiaires.   De cette façon, on coule simultanément deux rangées de pistons dont chacun se trouve à la même distance par rapport aux poches de compensation de retrait et aux canaux latéraux qui l'alimentent. 



   Un autre avantage du moule suivant l'invention réside dans le fait que, étant donné qu'un seul jet alimente les deux rangées de pistons, le déchet se trouve réduit de presque 50%. 



   Dans les dessins annexés
Fig. 1 est une vue d'élévation postérieure du moule perfectionné suivant l'invention;
Fig. 2 est une vue d'élévation du moule montré dans la   F ig.   1;
Fig. 3 est une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la Fig. 1;
Fig. 4 est une vue d'élévation latérale d'un groupe de huit pistons tels que moulés à l'aide du moule décrit ici, ce groupe étant montré dans la position dans laquelle il est coulé;
Fig. 5 est une vue en bout du groupe montré dans la Big.4;
Fig. 6 est une vue en coupe suivant la ligne 6-6 de la Fig. 4, et
Fig. 7 est une vue en coupe axiale d'un des pistons montrés dans les Figs. 4 et 5. 



   Dans les dessins annexés, le chiffre de référence 10 désigne un des pistons appelés à être coulés dans le moule suivant l'invention. Ces pistons présentent la forme usuelle et sont constitués par une manchette cylindrique dont une extrémité est pourvue d'une tête 11 et dont la partie médiane comporte 

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 des bossages ou coussinets d'axe de piston 12 faisant saillie vers l'intérieur. On remarquera que la manchette du piston présente des parois exceptionnellement minces et que la tête du piston présente une épaisseur plusieurs fois supérieure à celle de la manchette. 



   L'invention prévoit la coulée de huit pistons dans un seul moule, les pistons étant disposés en deux rangées, les têtes des pistons de chaque rangée étant situées en face des têtes des pistons de l'autre rangée. On verra dans les Figs. 4 et 5 que les pistons opposés de chaque paire sont reliés par une paire d'éléments de compensation de retrait 13 qui sont orientés parallèlement aux axes des pistons, chacun de ces éléments étant disposé sur un côté des dits axes. Ces éléments de compensation de retrait s'étendent sur un tiers environ de la longueur des manchettes des pistons et, comme montré dans la Fig. 6, les points médians de chaque paire d'éléments de compensation de retrait 13 sont reliés par un canal transversal 14,   tandis   qu'un jet vertical 15 relie les points médians de tous les canaux transversaux 14. 



   Lors du moulage, le métal est versé à travers le jet 15 et s'écoule à travers les jets transversaux 14 vers les éléments de compensation de retrait 13, de manière à arriver simultanément aux deux côtés du moule individuel de chaque piston. La section transversale des canaux transversaux est beaucoup inférieure à celle des éléments 13, de sorte que, à mesure que le moulage se refroidit, les canaux 14 se solidifient avant le métal constituant les éléments 13, avec, comme résultat, que du métal est soutiré depuis chaque extrémité de chaque élément de compensation de retrait 13, après la solidification des canaux transversaux 14. Par conséquent, chacun des pistons répartis en deux rangées absorbe du métal 

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 depuis deux éléments de compensation avoisinants, dans des conditions identiques.

   On obtient ainsi des moulages d'un poids uniforme. 



   Le moule perfectionné suivant l'invention,conçu pour la confection du moulage décrit ci-dessus, est destiné à être suspendu à un transporteur aérien au moyen d'un tube de support 16 dont   l'extrémité   supérieure est fixée au transporteur de la manière habituelle. L'extrémité inférieure du tube 16 est fixée à une patte 17 pourvue d'un tourillon 18 dirigé dans le sens transversal et sur lequel est monté à rotation un chariot 19.   Ce   dernier est pourvu d'une paire de bossages 20 venus de fonderie avec la face postérieure de ce chariot, un plongeur 21 étant monté à mouvement longitudinal dans chacun de ces bossages. Chacun des plongeurs 21 est refoulé dans sa position extérieure au moyen d'un ressort de compression 22.

   Les deux bossages 20 sont orientés à 90  l'un par rapport à l'autre   e   sont disposés autour de l'axe du chariot 19 la patte 17 se prolongeant par une nervure 23 qui s'étend jusqu'à un point situé entre les deux plongeurs 21. Lorsque le chariot 19 occupe la position de chargement, comme montré aux dessins, un des plongeurs 21 agit conjointement avec une face de la nervure 23, tandis que, après une rotation   anti-horlogique   du chariot de 90  depuis la position montrée dans la Fig. 1= l'autre plongeur 21 agit conjointement avec l'autre face de la nervure   23,   de manière à freiner élastiquement le déplacement angulaire de 90  du dit chariot. 



   On voit dans la Fig. 1 que l'axe du chariot 19 est situé à la fois au-dessous du centre de gravité du chariot et à gauche de l'axe longitudinal de ce dernier. Lorsque le chariot occupe la position de chargement, il se maintient dans celleci, étant donné le poids non équilibré qui se trouve du côté 

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 droit du chariot. Toutefois, lorsque le chariot est pivoté de 90  dans le sens anti-horlogique, il reste également maintenu dans cette nouvelle position ,étant donné l'excédent de poids sur le côté gauche de l'ensemble. Ainsi, tout verrouillage du chariot est superflu, tant dans la position du chargement que dans la position de coulée. 



   Le chariot 19 présente une base 24 venue de fonderie avec lui et qui est généralement dénommée planchette de damage ("plaque-modèle"), tandis qu'un couvercle 25 est articulé à la face supérieure du chariot 19, une console 26, venue de fonderie avec ce dernier, étant disposée de manière à s'étendre audelà du couvercle 25, un bras 27 étant monté à pivotement dans la dite console. Ce bras est situé de manière à pivoter audessus de la partie centrale du couvercle 25, un écrou papillon 28 fixé à l'extrémité libre de ce bras pouvant être serré contre le dit couvercle 25. Les quatre châssis qui constituent le moule perfectionné suivant l'invention sont destinés à être serrés entre la planche 24 et le couvercle 25. 



   Le moule en question est préparé entièrement en "sable vert" et est constitué par deux paires de châssis identiques. 



  On pourrait parfaitement considérer tous les châssis et moules en question comme un moule constitué uniquement par des chassis "inférieurs", étant donné qu'il n'y a aucune superposition de châssis pendant la coulée. Toutefois, comme les moules sont assemblés dans un sens vertical, il peut être désirable de désigner le châssis le plus proche de la planche de damage par le terme de "châssis inférieur", comme dans le cas du moule habituel. Ce châssis inférieur, lequel a été désigné par le chiffre de référence 29, est rempli de "sable vert" et est conformé de manière à constituer le noyau intérieur de quatre pistons. Un deuxième châssis 30 est modelé de façon à présenter 

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 quatre ouvertures correspondant aux parties extérieures des pistons que l'on désire couler.

   Ce moule est également pourvu de canaux correspondant à la moitié de l'ensemble constitué par les éléments 13, les canaux 14 et le jet 15.Lors de l'assemblage du moule, on dispose le châssis 30 sur le châssis 29, l'ensemble étant alors placé sur la planche 24. On renverse ensuite un deuxième ensemble constitué par un châssis 29 et un châssis 30 et on le place sur le châssis 30 de l'ensemble pré-   codent..La   plaque-couvercle 25 est alors abaissée contre celui des châssis 29 qui constitue l'élément supérieur de l'ensemble constitué par les deux groupes de châssis, et est serrée dans la position voulue au moyen de l'écrou-papillon 28. Ensuite, on fait pivoter le chariot 19 de 90 degrés, de sorte que le canal destiné à former le jet et les canaux latéraux vient se placer dans la partie supérieure du moule.

   Il est préférable d'assurer l'alignement des châssis à une extrémité au moyen d'une longue broche 31, tandis qu'une paire de courtes broches 32 assure l'alignement à l'extrémité de coulée de chaque paire de châssis 29 et 30. L'alignement exact des paires de châssis entre elles ne présente aucune importance particulière,étant donné que le joint qui sépare les deux ensembles ne coupe que les canaux transversaux, les jets et les éléments de compensation de retrait. 



   Parmi les ncmbreux avantages résultant de l'emploi du dispositif perfectionné suivant la présente invention, il y alieu de mentionner le fait que ce dispositif permet de couler simultanément deux rangées de pistons à parois minces en partant d'alliages d'acier à haute température de fusion, et que tous les pistons auront un poids uniforme. Un autre avantage résulte du fait que le déchet obtenu avec le moule suivant l'invention 

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 n'équivaut   qu'à   la moitié environ de celui qui provient de moules de types différents. Ensuite, le fait de placer les moules dos à dos permet de supprimer le châssis supérieur habituel et contribue dans une large mesure à réduire le coût des moulages établis à l'aide du moule suivait l'invention. 



   Certaines modifications peuvent être apportées à la disposition, la construction et la combinaison des divers éléments du dispositif perfectionné suivant l'invention, sans se départir de l'esprit de cette dernière, et les revendications qui suivent sont censées couvrir telles modifications qui peuvent être comprises raisonnablement dans le domaine de la dite invention. 



   REVENDICATIONS.      



   1- Un moule du type décrit ci-dessus,   comportent:   un ensemble constitué par un élément supérieur et un élément inférieur entre lesquels se trouve une cavité qui détermine le moulage voulu ; un deuxième ensemble constitué par un élément supérieur et un élément inférieur, entre lesquels se trouve une cavité qui détermine un deuxième moulage, les dits ensembles venant s'appliquer l'un contre l'autre, l'une au moins des dites surfaces en contact présentant un canal qui forme le jet pour les deux moulages. 

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Claims (1)

1. 2 - Un moule du type décrit ci-dessus, comportant : un ensemble constitué par un élément supérieur et un élément inférieur entre lesquels se trouve une cavité qui détermine le moulage voulu; un deuxième ensemble constitué par un élément supérieur et un élément inférieur entre lesquels se trouve une cavité qui détermine un deuxième moulage, les dits ensembles venant s'appliquer l'un contre ;1''autre,chacune .des surfaces en <Desc/Clms Page number 10> contact présentant des canaux complémentaires qui déterminent le jet pour les deux moulages précités, 3- Un moule du type décrit, comportant :

   deux ensembles constitués chacun par un élément supérieur et un élément inférieur entre lesquels se trouvent des cavités qui déterminent les moulages voulus, un des dits ensembles étant renversé et placé dans cette position sur l'autre ensemble, les surfaces en contact de ces ensembles étant pourvues de canaux qui se complètent mutuellement de manière à constituer un jet de coulée pour les dits moulages, les dits ensembles étant pourvus d'orifices qui conduisent depuis le fond de chacun des dits canaux jusqu'à la cavité adjacente, de manière à constituer des canaux de coulée transversaux pour les dits moulages.

   4- Un moule du type décrit, comportant quatre éléments de châssis remplis de sable et dont les faces ouvertes s'appliquent les unes contre les autres, les surfaces en contact entre les châssis extrêmes, d'une part, et les chassie médians, d'autre part,, étant pourvues de cavités qui déterminent les moulages de la forme voulue, tandis que les surfaces en contact des châssis médians présentent des cavités qui déterminent les canaux de coulée et les poches de compensation de retrait pour les deux susdits moulages* 5 - Un moule pour la coulée de pistons, du type décrit ci-dessus, comportant quatre éléments de châssis superposés remplis de sable.

   les éléments de châssis inférieur et supérieur étant identiques et présentant chacun une forme telle qu'ils déterminent la conformation intérieure du piston que l'on désire mouler, les deux châssis médians étant également identiques et étant pourvus de cavités qui déterminent la conformation extérieure des moulages, les faces en contact de <Desc/Clms Page number 11> la dite paire de châssis médians étant pourvues de cavités qui déterminent les canaux de coulée et les poches de compensation de retrait pour les dits moulages supérieurs et inférieurs.

   6- Un moule du type décrit, comportant une planche destinée à supporter plusieurs châssis disposés verticalement; un couvercle combiné avec la dite planche et destiné à serrer les dits châssis contre la dite planche, les dits couvercle, châssis et planche étant établis de manière à pivoter d'un angle de 90 degrés comme un ensemble unique.

   7 - Le procédé pour établir des pistons pour moteurs à combustion interne, consistant à couler les dits pistons en deux rangées verticales entre lesquelles s'étend verticalement un jet de coulées les pistons correspondants de chaque rangée étant reliés par un élément de compensation de retrait, des canaux de coulée latéraux s'étendant depuis le dit jet jusqu'à chacun des dits éléments' de compensation de retrait.

   8 - Le procédé pour établir des pistons pour moteurs à combustion interne, consistant à couler les dits pistons en deux rangées verticales, les axes des dits pistons étant orientés horizontalement, tandis que les têtes de pistons se font face mutuellement, un jet de coulée s'étendant verticalement entre les dites rangées, les pistons on regard dans les deux rangées étant reliés par une paire d'éléments de compensation de retrait, et des canaux latéraux, dont la section transversale est inférieure à celle des dits éléments de compensation de retrait, partant depuis le dit jet jusqu'aux dits éléments de compensation de retrait.

   9 - La combinaison d'une série de pistons disposés en deux rangées verticales avec un jet s'étendant verticalement entre les dites rangées,les pistons correspondants dans les <Desc/Clms Page number 12> deux rangées étant reliés par un élément de compensation de retrait, des canaux de coulée latéraux s'étendant depuis le dit jet jusqu'à chacun des dits éléments de compensation de retrait.

   10 - La combinaison suivant revendication 9, dans laquelle les pistons sont disposés sur le flanc en deux rangées verticales, les -têtes des dits pistons se faisant face mutuellement, un jet de coulée s'étendant verticalement entre les dites rangées, une paire d'éléments de compensation de retrait reliant les pistons correspondants dans les deux rangées, un élément de compensation de retrait, par paire de pistons correspondants, étant disposé de chaque côté du jet, des canaux latéraux s'étendant latéralement depuis le dit jet jusque chacun des dits éléments de compensation de retrait.

   Il.. La combinaison suivant revendication 10, dans laquelle chacun des dits canaux latéraux présente une section inférieure à celle du dit jet ou des dits éléments de compensation de retrait.

   12 - Un moule du type décrit, comportant une planche destinée à supporter quatre châssis superposés remplis de sable; un couvercle destiné à serrer les dits châssis contre la dite planche, les faces en contact des deux châssis médians étant pourvues de canaux qui constituent le jet pour le dit moule; et un tourillon destiné à supporter à pivotement la dite plan che avec les châssis et le couvercle, le dit tourillon permet tant à l'ensemble constitué par la planche, les châssis et le couvercle, de pivoter d'un angle sensiblement égal à 90 degrés, jusqu'à une position dans laquelle le joint entre les deux châssis médians est situé dans un plan vertical.

   13 - Un moule du type décrit, constitué par un chariot disposé dans le sens vertical et comportant une planche horizontale solidaire de son bord inférieur et un couvercle articulé à son bord supérieur, la dite planche et le dit couvercle <Desc/Clms Page number 13> laissant entre eux un espace, de telle manière qu'il est possible de serrer plusieurs châssis entre ces deux éléments; une patte de support ; untourillon s'étendant depuis la dite patte et agissant conjointement avec la partie du chariot située à proximité du centre de celui-ci, de manière à supporter le dit chariot à pivotement, l'axe du dit tourillon étant décalé latéralement et verticalement par rapport au centre de gravité du dit chariot pendant le chargement des châssis sur ce dernier;

   une paire de butées prévues sur la face postérieure du dit chariot; et une nervure fixée sur la dite patte,,les dites butées agissant conjointement avec la dite nervure en vue de limiter le mouvement rotatif du dit chariot.

   14 - Un moule comme revendiqué sous 13, dans lequel les dites butées sont montées sur le dit chariot d'une manière élastique.

   15 - Procédé perfectionné pour mouler des pistons, en substance comme décrit.

   16- Appareil perfectionné pour le moulage de pistons, en substance comme décrit avec référence aux dessins annexés.

   17 Pistons, lorsqu'ils sont moulés par le procédé décrit ici.