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Moule de ooulée pour cylindres à ailettes, à refroi- @ dissement par l'air, ou pièces analogues.
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La présente invention se rapporte à un moule de coulée pour des cylindres à ailettes refroidis par l'air ou pour des pièces analogues. On a l'habitude jusqu'à présent de couler ces pièces dans des moules en deux parties qui sont préparés au moyen de modèles. La fabrication des moules en deux pièces est très compliquée, longue et difficile et le travail peut être exécuté seulement par un mouleur qualifié. On ne peut tasser le sable de moulage dans les fentes étroites entre les nervures du modèle, on doit se limiter à le projeter et à armer les pièces moulées en forme d'ailettes au moyen d'un grand nombre de chevilles.
Les chevilles se déplacent fréquemment et sont prises dans la ooulée de sorte qu'il faut les détacher lors de l'ébarbage et la pièce coulée est alors facilement endommagée. Le moule de ooulée usuel a l'inconvénient que le cylindre de coulée possède une trace de joint faisant tout le tour et a en général un très vilain aspect. Les moitiés d'ailettes sont le plus souvent décalées
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l'une par rapport à l'autre aux endroits des joints. La pièce coulée est rarement exacte quant aux mesures parce que le modèle ne peut pas être retiré commodément du moule, spécialement lorsque les ailettes sont très rapprochées et possèdent une minime épaisseur de paroi, ce qui est avantageux pour un refroidissement efficace. L'ébarbage de la pièce ooulée offre des difficultés spéciales.
Un bon ébarbage est presque impossible entre les ailettes minces rapprochées et il se produit facilement une rupture des ailettes, de sorte que dans ce procédé il y a relativement beaucoup de déchets.
A cause de la nécessité de retirer le modèle du moule, on est gêné dans la conformation libre de la pièce à couler et on ne peut fréquemment pas choisir pour cette raison la conformation et la disposition qui sont le plus favorables, par exemple pour l'effet de refroidissement.
On connaît en outre déjà, en vue de la coulée de culasses de cylindres pourvues d'ailettes de refroidissement pour des moteurs à refroidissement à air, un moule de coulée formé de plaques de noyau métalliques superposées qui forment par paires la partie de moule correspondant à une ailette de la pièce coulée ; dans ce moule les plaques de noyau sont divisées suivant une coupe axiale du cylindre, et par suite de cette division longitudinale on peut les retirer latéralement de la pièce coulée terminée, après la coulée. Ce moule de coulée ne permet pas un retrait irréprochable de la pièce coulée et laisse dans celle-ci une trace de joint de coulée s'étendant sur toute la coupe axiale.
Par suite de la nécessité de l'enlèvement latéral des plaques de noyau, on est gêné dans la constitution des ailettes et on est limité à une forme lisse allant en s'amincissant vers les bords extérieurs.
Lors de l'enlèvement des plaques qui doit se faire alors que la pièce coulée était encore à l'état pâteux, il se produit
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facilement des détériorations des ailettes ou de la pièce.
En comparaison de ce qui est connu, la présente invention oonsiste en ce que dans un moule de coulée pour cylindre à ailettes refroidi par de l'air ou des pièces analogues, qui est oomposé de plaques posées à plat l'une sur l'autre dont deux plaques voisines forment la partie de moule correspondant à une ailette de la pièce, les parties de noyau en forme de plaques sont fabriquées en sable sous la forme de plaques non divisées. Par conséquent, la pièce moulée peut se contracter sans gêne et ne possède pas de trace de joint. A part le modèle d'ailette, très simple, nécessaire pour la formation des plaques de noyau il ne faut pas, pour cette disposition et cette conformation du moule, de modèle du corps de coulée, et les inconvénients liés au moulage suivant le modèle n'apparaissent par conséquent pas.
Comme les noyaux tombent d'euxmêmes et qu'on produit des surfaces de ooulée lisses, l'ébarbage de la pièce coulée est notablement facilité et devient dans certaines circonstances tout à fait superflu. Aucune obligation n'existe concernant la conformation du moule des ailettes, on peut donner à la pièce et aux ailettes n'importe quelle forme, appropriée particulièrement à l'applioation de refroidissement, par exemple une forme croisée, une forme ondulée, ou une forme analogue. Pour la fabrication du moule, il faut seulement deux caisses à noyau simples, des clous de noyau ne sont pas nécessaires et dans la fabrication des parties du moule délimitant les cavités des ailettes, le sable peut être tassé comme d'habitude. Il n'y a pas de trace de joint vu que les joints de division coïncident avec les arêtes des ailettes.
La fabrication du moule s'effectue beauooup plus rapidement vu que les pièces de noyau en forme de plaques peuvent être fabriquées par des noyauteuses inexpérimentées et la constitution du moule au moyen des plaques
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n'offre aucune difficulté.
Il est connu de constituer au moyen de pièces individuelles en forme de plaques non divisées, un moule pour la coulée de vilebrequins à quatre manivelles décalées de 90 et à poids d'équilibrage, pour des moteurs à combustion interne et autres.
Cette constitution du moule de coulée est destinée à éliminer les difficultés résultant de la fabrication de semblables arbres par coulée au lieu du forgeage et qui sont provoquées par l'allure irrégulière inévitable des branches de l'arbre et rendent impossible l'emploi des moules de coulée usuels.
Les raisons qui ont conduit, pour la coulée de semblables arbres à quatre manivelles décalées de 90 , à la constitution en forme de plaques du moule de coulée sont donc complètement autres que celles qui mont déterminantes pour la même constitution du moule de coulée pour un cylindre de moteur à refroidissement par l'air et des pièces analogues coulées,
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poiirmies t1'An()tt(,> (1(.1 "('>ft"oi(Ht'!(.Im(,1'I1. $:u1"1"\1lnt la présente invention. Par conséquent, le moule de coulée connu pour un arbre à manivelles ne pouvait inciter à essayer l'emploi d'un moule de coulée construit de la même manière pour la coulée de cylindres de moteurs à refroidissement par l'air et ne l'a pas fait.
Les cylindres à ailettes pour moteurs à refroidissement par l'air sont au contraire toujours fabriqués jusqu'à présent dans des moules de coulée en deux pièces, car leur conformation et leur disposition n'offrent aucune difficulté à l'emploi des moules usuels de coulée. Mais la fabrication et l'emploi de ces moules de coulée sont liés aux inconvénients exposés précédemment, qui ne sont pas à envisager toutefois pour la coulée d'arbres à quatre manivelles.
La constitution en forme de plaques du moule de coulée pour un cylindre de moteur refroidi par l'air offre en outre
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des possibilités surprenantes pour une conformation avantageuse des ailettes de refroidissement; les traverses reliant les ailettes en vue du renforcement de celles-ci peuvent être établies en nombre quelconque et en n'importe quel endroit. Ces traverses de renforcement peuvent également être formées par des barres métalliques qui sont insérées, comme pièces à incorporer dans la coulée, dans les plaques des noyaux.
Les plaques de noyaux possèdent avantageusement en vue du guidage et en vue d'empêcher la rotation dans le corps de moule, au bord périphérique extérieur, un méplat auquel correspond un guidage parallèle à l'axe, de même forme de section transversale, du côté intérieur du corps de moule. D'autres avantages du moule de''coulée suivant la présente invention résident dans l'économie de sable et de clous de moulage, ces derniers n'étant pas du tout employés.
Il est particulièrement avantageux de fabriquer les plaques de noyaux non pas en sable pur mais en copeaux de fer ou en un mélange de sable et de copeaux de fer, pour faire concorder suivant le désir la dureté, le grain et le caractère lisse de la pièce coulée. Si les plaques de noyau sont fabriquées uniquement en copeaux de fer, on obtient une coulée analogue à la coulée en coquille.
Suivant la présente invention, les plaques de noyau en sable sont insérées dans des montures en fer ou en métal ou fabriquées dans des montures en forme d'anneaux ou de plaques en fer ou en métal, lesquelles correspondent exactement à la périphérie extérieure à la section creuse du corps de moule.
Grâce aux plaques métalliques, qui peuvent toujours être utilisées à nouveau, on produit une bonne assise et un guidage précis des plaques de noyau dans le corps de moule et en outre l'épaisseur exacte des plaques de noyau, des moules
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creux pour les ailettes et des ailettes à fabriquer, dans le corps moulé.
Suivant la présente invention, les plaques de noyau de sable enchâssées dans une plaque métallique peuvent également être employées sans caisse de moulage de telle manière que les montures métalliques forment elles-mêmes la boîte de moulage.
Il suffit à cet effet de relier les anneaux empilés les uns aux autres, par exemple par vissage, de telle manière qu'ils forment eux-mêmes une botte de moulage. On supprime ainsi les caisses de moulage, ce qui est avantageux à cause des formes de contour différentes se présentant des plaques de noyau et, par conséquent, aussi des montures des plaques de noyau,
Il est à remarquer à ce sujet qu'il est connu de maintenir dans leur position relative des moules de coulée qui sont constitués par des pièces métalliques et des masses de moulage, à l'aide de boulons de guidage et d'organes analogues.
La présente invention offre encore la possibilité de couler l'un au-dessus de l'autre dans un corps de moulage deux ou plusieurs cylindres et de supprimer ainsi un noyau supérieur et un noyau inférieur qui servent à maintenir le trou de coulée et le noyau du creux intérieur.
Suivant la présente invention, on peut en outre insérer dans les cavités du moule correspondant aux ailettes de la pièce coulée à fabriquer, des anneaux métalliques plats cor- respondant exactement aux ailettes, qui possèdent à leur bord annulaire intérieur une saillie de seotion d'une forme taillée en retrait (forme en queue d'aronde) saillie qui s'avance dans la cavité du moule servant à la formation de la paroi du cylindre et est fixée à la paroi du cylindre lors de la ooulée de celui-ci par l'écoulement du métal, soudure ou fusion avec le métal de la coulée. Ces anneaux formant
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les ailettes peuvent être fabriqués par pressage ou par un autre mode queloonque de travail, en une pièce.
Les ailettes fabriquées spéoialement, fixées dans le cylindre de coulée par l'écoulement du métal de coulée autour d'elles et qui peuvent être faites en acier ou en un métal léger, ont l'avantage qu'elles ne peuvent se briser, ce qui arrive facilement lors- que les ailettes sont coulées avec le cylindre. Suivant un procédé modifié, le manchon du cylindre, complètement coulé, est inséré comme noyau dans le moule et on coule seulement autour du cylindre les ailettes en fer, en acier ou en métal léger, de telle façon qu'elles sont fixées sur le cylindre par le retrait du métal lors de la prise.
Les dessins représentent comme exemple de réalisation de l'invention,un moule de coulée pour un cylindre à ailettes.
La fig. 1 est une coupe partielle verticale du moule suivant l'axe du cylindre.
La fig. 2 est une coupe transversale suivant la ligne A-B de la fig. 1.
Les fig. 3 et 4 montrent en coupe partielle verticale par l'axe du cylindre et en coupe transversale suivant la.ligne C-D de la fig. 3, un certain nombre de pièces de noyau 3 en forme de plaques empilées les unes sur les autres. Les piè- ces de noyau 3 sont faites en sable chacune dans une plaque métallique annulaire 8 et au moyen de ces plaques dont la forme périphérique correspond à la section transversale du creux de la caisse de moulage 1, elles sont insérées dans la caisse de moulage 1. Pour éviter la rotation, les pièces de noyau possèdent en un endroit de la périphérie un méplat 4 auquel correspond un épaississement 5¯ en forme de moulure, parallèle à l'axe, sur la face intérieure du corps de moule 1, épaississement qui possède en coupe transversale la même forme que le méplat des plaques de noyau.
Les plaques de
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noyau 3 ont une forme telle pour ce qui concerne leur moitié annulaire intérieure que deux plaques voisines délimitent ohaque fois la cavité 6 nécessaire pour la formation d'une ailette de la pièce coulée (voir fig. 1).
Les cavités 6 des ailettes sont reliées, à une petite distance de leur arête extérieure, par des brèches 2 des plaques de noyau, ces brèches servant à la formation de traverses de liaison et de renforcement entre les ailettes de la pièce coulée. Ces traverses peuvent toutefois aussi être formées par des barres insérées, en un métal approprié, qui sont placées dans des brèches des plaques de noyau.
Dans la forme de réalisation suivant les f ig. 3 et 4, on a inséré dans les cavités servant à la formation des ailettes et qui sont délimitées chaque fois par deux plaques de noyau 3, des plaques annulaires plates 9 qui correspondent, pour ce qui concerne les formes de leur périphérie et de leur section transversale, aux ailettes de là pièce coulée et possèdent à leur arête annulaire intérieure une saillie la à section en queue d'aronde qui s'avance dans la cavité 11 du moule servant à la formation de la paroi du cylindre. Lors de la coulée de la pièce, ces saillies sont noyées dans le métal de coulée de la paroi du cylindre ou se soudent ou se scellent par fusion à cette paroi. Les ailettes 8 en forme d'anneaux sont pressées d'une pièce ou fabriquées d'une autre manière.
Dans cette forme de réalisation également du moule de coulée, on peut prévoir naturellement les ouvertures 7 mentionnées plus haut dans les plaques de noyau pour la formation de traverses de liaison et de renforcement entre les ailettes.