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Machine de coulée centrifuge et moule pour la coulée de tuyaux et de corps creux cylindriques analogues.
Dans les machines de coulée usuelles pour la coulée de tuyaux et de corps creux cylindriques analogues, le moule de coulée est supporté à quelque distance des extrémités dans deux systèmes de galets. Ce mode de support du moule a l'in- convénient que les surfaces de roulement des galets et du moule s'usent par suite du poids élevé du moule et de son contenu et s'ovalisent plus ou moins de sorte que le moule se met à vibrer et à produire des chocs lors de la marche et que la machine et le moule sont exposés à de grands efforts.
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Les moules doivent donc être très résistants et sont pour cette raison le plus souvent faits en fonte avec une grande épaisseur de paroi, 25 mm. et plus, et sont pourvus d'extré- mitésen acier et de surfaces de roulement en acier ou mou- lées en coquille. Pour assurer autant que possible une marche régulière et tranquille de ces moules pesants, on est arrivé dans certaines fonderies à équilibrer dynamiquement les moules.
Cet équilibrage, qui doit être rétabli de temps en temps, est toutefois très coûteux. En outre on n'obtient pas un équili- brage parfait des moules à revêtement intérieur, parce que le revêtement ne peut pas être disposé de façon parfaitement centrée.
Il est vrai qu'on connaît, entre autres d'après le brevet belge n .401.540, une machine de coulée dans laquelle le moule de coulée est saisi aux extrémités entre deux têtes rotatives dont les paliers peuvent être à l'abri de la pous- sière et convenablement graissés, ce qui assure un fonction- nement sans usure et une marche régulière, exempte de vibra- tion, du moule. Toutefois, alors, il se fait qu'en raison du serrage des moules par les extrémités et de la grande distance entre les points d'appui qui en résulte, la vitesse de rotation critique du moule avec son contenu a une valeur beaucoup plus basse qu'en cas d'appui entre les extrémités. Même dans le cas des moules lourds usuels, une limite est ainsi imposée à la plus grande longueur de tuyau que l'on peut couler.
Celle-ci, pour un tuyau de 100 mm, est d'environ 4 mètres et pour un tuyau de 150 mm, d'environ 5 mètres. C'est un inconvénient important car dans les deux calibres on emploie des tuyaux plus longs parce qu'ils rendent moins coûteuse la pose des canalisations.
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Suivant la présente invention, on supprime les in- convénients qui sont provoqués, lors du serrage par les ex- trémités des moules, par la vitesse de rotation critique, par le fait qu'aussi bien la machine que les moules sont exécutés pour la coulée au-dessus de la première vitesse critique, la vitesse de travail normale prise en général étant celle pour laquelle le nombre de révolutions par minute est compris entre 11200 #1/D et 13200 #1/D (où D = le diamètre extérieur du tuyau en millimètres). Les moules doivent toutefois, au démarrage et au ralentissement, lorsqu'ils passent par la vitesse cri- tique, être supportés vers le milieu pour pouvoir traverser cette zone en toute sécurité.
A cet effet la machine est pourvue, à peu près au milieu entre les têtes, d'un système de galets d'appui qui peut être appliqué contre le moule. Ce système de galets absorbe en même temps les efforts fuyant le point médian qui sont provoqués par une minime excentrici- té du revêtement de sable par rapport à l'axe de la machine.
Pour réduire autant que possible les efforts qui, à cause d'une minime excentricité du chevalet à galets s'exercent par rapport à l'axe des têtes tournantes, les galets sont pourvus d'une garniture intermédiaire élastique de caoutchouc. L'équi- librage statique des moules est suffisant pour les faire mar- cher régulièrement.
Les moules peuvent être faits en fer homogène ou en acier fondu relativement mince (7-10 mm). On peut prendre pour les constituer des tuyaux existant dans le commerce, auxquels on peut souder les têtes et les bagues de roulement et d'espa- cement, qui sont éventuellement nécessaires. Les moules sont ainsi légers et largement assez forts pour le fonctionnement.
Grâce au poids réduit et à la flexibilité relative du moule, tous les efforts se présentant dans la machine à couler sont
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notablement réduits. Un grand avantage encore est que la machine à couler et tous les appareils prévus dans la fabri- que pour la manutention des moules peuvent être exécutés beaucoup plus légèrement.
Dans les dessins la fig. 1 représente une machine de coulée suivant la présente invention, la fig. 2 le cheva- let à galets d'appui en vue axiale à plus grande échelle et la fig. 3 un galet d'appui en coupe, à plus grande échelle encore.
Le moule de coulée 1 (fig. 1) est serré entre la tête de coulée 2 qui repose dans un étrier rotatif 3 et est pressée par un poids 4 contre le moule, et la tête de comman- de 5 fixée à l'extrémité d'un arbre 6 qui est supporté par les paliers 7 et 8 et est actionné au moyen d'un accouplement 9 par le moteur électrique 10.
Entre les têtes 2 et 5 de la machine à couler se trouve le chevalet 11 qui est représenté à la fig. 2. Au che- valet 11 sont fixés de façon à pouvoir tourner autour d'axes 12, deux paires de bras 13 et 14 qui portent respectivement des galets d'appui 15 et 16 pour le moule, pouvant coopérer avec des moules de coulée de diamètres différents. Les bras 13 et 14 sont reliés par des bielles 17 et 18 à des leviers 19 et 20 qui peuvent pivoter sur le chevalet 11 et forment avec les bielles 17 et 18 des leviers à genouillère .
Le levier 19 est attaqué par la tige de piston d'un dispositif hydraulique dont le cylindre 21 est pivoté en 22 sur le chevalet 11. De même le levier 20 est déplacé et immo- bilisé par un dispositif hydraulique dont le cylindre 23 peut pivoter sur le chevalet 11 autour de tourillons 24. Dans la position représentée des bras 13 et 14, dans laquelle le moule de coulée est embrassé par les galets d'appui, les pistons by- @
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drauliques se trouvent dans leur position la plus extérieure, pour laquelle les leviers à genouillère 17, 19 et 18, 20 sont étendus. Si les pistons sont déplacés vers l'intérieur, les bras 13 et 14 tombent vers l'extérieur au point que le moule peut sans difficulté être remplacé par un autre, par le coté.
Le bras 13 est représenté avec les pièces conjuguées, dans cet état, en pointillé.
Les galets de roulement sont composés de deux par- ties 25 et 26 qui sont montées au moyen d'un roulement à billes 27 sur un axe fixe 28 et portent avec intercalation d'un anneau de caoutchouc 29 un anneau de roulement 50 qui est amené en contact avec le moule de coulée. L'anneau de caoutchouc enfermé entre les pièces 25, 26 et 30 offre à l'anneau de roulement 30 un appui souple, de sorte qu'en cas de centrage imparfait des galets de roulement par rapport aux deux têtes 2 et 5 de la machine à couler, des tensions anormales et éventuellement une rupture des pièces de la machine sont évitées.
Si, comme c'est désirable, les galets sont supportés de façon réglable, par exemple par une pièce tournant excentriquement, l'intercalation de caoutchouc rend possible de faire presser les galets contre le moule avec une certaine pression initiale.
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Centrifugal casting machine and mold for casting pipes and similar cylindrical hollow bodies.
In conventional casting machines for the casting of pipes and similar cylindrical hollow bodies, the casting mold is supported some distance from the ends in two roller systems. This method of supporting the mold has the disadvantage that the rolling surfaces of the rollers and of the mold wear out as a result of the heavy weight of the mold and its contents and become more or less out of shape so that the mold settles. to vibrate and to produce shocks during operation and when the machine and the mold are exposed to great stresses.
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The molds must therefore be very resistant and are therefore most often made of cast iron with a large wall thickness, 25 mm. and larger, and are provided with steel ends and steel or shell molded running surfaces. To ensure as much as possible a regular and quiet operation of these heavy molds, some foundries have managed to dynamically balance the molds.
This balancing, which must be re-established from time to time, is however very expensive. In addition, perfect balancing of the molds with an interior coating is not achieved, because the coating cannot be arranged perfectly centered.
It is true that we know, among others from Belgian patent no. 401,540, a casting machine in which the casting mold is gripped at the ends between two rotating heads whose bearings can be protected from the pressure. - safe and suitably greased, which ensures wear-free operation and smooth, vibration-free running of the mold. However, then, it turns out that due to the clamping of the molds at the ends and the resulting large distance between the fulcrum points, the critical rotational speed of the mold with its contents has a much lower value than. 'in the event of support between the ends. Even in the case of conventional heavy molds, a limit is thus imposed on the greatest length of pipe which can be cast.
This, for a 100 mm pipe, is about 4 meters and for a 150 mm pipe, about 5 meters. This is a major drawback because in both calibers longer pipes are used because they make the laying of the pipes less expensive.
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According to the present invention, the inconveniences which are caused, during clamping by the ends of the molds, by the critical speed of rotation, by the fact that both the machine and the molds are executed for casting are eliminated. above the first critical speed, the normal working speed taken in general being that for which the number of revolutions per minute is between 11200 # 1 / D and 13200 # 1 / D (where D = the outside diameter of the pipe in millimeters). However, when starting and slowing down, when passing through the critical speed, the molds must be supported in the middle in order to be able to cross this zone safely.
For this purpose the machine is provided, approximately in the middle between the heads, with a system of support rollers which can be applied against the mold. This system of rollers absorbs at the same time the forces escaping the midpoint which are caused by a minimal eccentricity of the sand coating with respect to the axis of the machine.
To reduce as much as possible the forces which, because of a minimal eccentricity of the roller trestle, are exerted with respect to the axis of the rotating heads, the rollers are provided with an elastic intermediate rubber lining. The static balancing of the molds is sufficient to keep them running regularly.
The molds can be made of homogeneous iron or relatively thin (7-10mm) molten steel. Commercial hoses can be taken to form them, to which the heads and the bearing and spacer rings, which may be required, can be welded. The molds are thus light and largely strong enough for operation.
Thanks to the reduced weight and the relative flexibility of the mold, all the stresses in the casting machine are
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significantly reduced. A still great advantage is that the casting machine and all the apparatus provided in the manufacture for handling the molds can be operated much more lightly.
In the drawings in fig. 1 shows a casting machine according to the present invention, FIG. 2 the head with support rollers in axial view on a larger scale and FIG. 3 a support roller in section, on an even larger scale.
The casting mold 1 (fig. 1) is clamped between the casting head 2 which rests in a rotating yoke 3 and is pressed by a weight 4 against the mold, and the control head 5 attached to the end d a shaft 6 which is supported by the bearings 7 and 8 and is actuated by means of a coupling 9 by the electric motor 10.
Between the heads 2 and 5 of the casting machine is the easel 11 which is shown in fig. 2. To the anchor 11 are fixed so as to be able to turn around the axes 12, two pairs of arms 13 and 14 which respectively carry support rollers 15 and 16 for the mold, which can cooperate with casting molds of. different diameters. The arms 13 and 14 are connected by connecting rods 17 and 18 to levers 19 and 20 which can pivot on the bridge 11 and together with the connecting rods 17 and 18 form toggle levers.
The lever 19 is driven by the piston rod of a hydraulic device, the cylinder 21 of which is pivoted at 22 on the trestle 11. Similarly, the lever 20 is moved and immobilized by a hydraulic device, the cylinder 23 of which can pivot on. the easel 11 around journals 24. In the position shown of the arms 13 and 14, in which the casting mold is embraced by the support rollers, the pistons by- @
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The hydraulics are in their outermost position, for which the toggle levers 17, 19 and 18, 20 are extended. If the pistons are moved inwards, the arms 13 and 14 fall outwards to the point that the mold can easily be replaced by another, from the side.
The arm 13 is shown with the mating parts, in this state, in dotted lines.
The track rollers are composed of two parts 25 and 26 which are mounted by means of a ball bearing 27 on a fixed axle 28 and carry with the interposition of a rubber ring 29 a rolling ring 50 which is brought in contact with the casting mold. The rubber ring enclosed between the parts 25, 26 and 30 provides the rolling ring 30 with flexible support, so that in the event of imperfect centering of the rolling rollers with respect to the two heads 2 and 5 of the machine to flow, abnormal tensions and possibly breakage of machine parts are avoided.
If, as is desirable, the rollers are supported in an adjustable fashion, for example by an eccentrically rotating part, the rubber insert makes it possible to press the rollers against the mold with some initial pressure.
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