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DEMANDE DE BREVET D'INVENTION Corps tubulaires centrifugés ainsi que procédé et appareil pour leur fabrication
La présente invention a pour but de produire, par moulage centrifuge, des corps tubulaires de nature métalli- que ou autre .Ces corps sont obtenus en introduisant, dans un moule approprié, la quantité voulue da matière à l'état liquide ou plastique et en faisant ensuite tourner le moule sur lui-même à une vitesse convenable pour que. la masse liquide arrive à subir intégralement l'action de la force centrifuge et prenne la position d'équilibre qui résulte à la fois de la force centrifuge appliquée, de la pesanteur et de la réaction du moule .Le mouvement de rotation. dont la vitesse peut être atteinte suivant une loi arbitraire.
est ensuite maintenu jusqu'à ce que, par le refroidissement subséquent auquel elle est soumise, la matière soit devenue
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entièrement solide et ait pris une consistance suffisante pour conserver d'aile-même la forme préalablement acquise par la centrifugation.
La forme extérieure du corps tubulaire ainsi obtenu peut être absolument quelconque et sera déterminée unique- ment par la forme marne que l'on aura choisie initialement pour le moule ,
La forme intérieure du corps tubulaire sera déter- minée par la centrifugation, Cette forme sera donc de révolution autour de l'axe de rotation du moule,Cette forme sera cylindrique dans le cas où l'axe de rotation est maintenu en position horizontale et le diamètre de ce vide cylindrique axial pourra être librement fixé en dosant le volume de matière liquide coulée eu égard au volume utile du moule adopté ,
La forme intérieure du corps tubu- laire sera parabolotdale dans le cas où l'axe de rotation du moule est maintenu en position inclinée et les paramètres du vide central ainsi créé dépendront à la fois du volume de matière coulée dans le volume utile du moule, de l'angle d'inclinaison de l'axe de rotation du moule sur l'horizontale et de la vitesse de rotation adoptée .
Le moule utilisé suivant l'invention est en principe constitué par un corps métallique nu, comme par exemple du cuivre, de la fonte, de l'acier, ou tout autre alliage convenable, mais il pourrait également être constitué par une enveloppe métallique ou autre revêtue intérieurement d'une matière isolante ou réfractaire, cette matière pou- vant être arbitrairement choisie parmi toutes celles qui conviennent à l'art du moulage
Le moule est fermé à ses extrémités par des fonds métalliques ou en métal revêtu de matière isolante ou réfractaire , l'un d'eux portant un orifice pour l'intro- duction de la matière à mouler, l'autre pouvant être entiè- :
rament clos ou comporter des évents
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Suivant l'invention) on peut, à. tout moment au cours de l'opération, faire pivoter le moule suivant une loi arbitraire ,de manière à faire prendre à l'axe de rotation une position plus ou moins inclinée de part et d'autre de l'horizontale et l'on peut à tout instant fixer l'incli- naison définitive que l'on désire adopter pour l'axe de rotation du moule
Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'introduction du métal dans le moule s'effectue en lançant la matière liquide sous la forme d'un jet qui pénètre librement par un orifice prévu à cet effet dans l'un des fonds du moule ,
Le dispositif produisant le jet de coulée accompagne le moule dans tous ses mouvements d'inclinaison et la coulée peut se faire tout aussi bien dans le moule en position inclinée que dans le moule en position horizontale,
L'orifice d'introduction peut être disposé suivant l'axe de rotation du moule .sa position restant ainsi fixe pendant la rotation du moule, on a donc toute facilité de procéder à la coulée pendant que le moule est en rotation tout aussi bien que s'il était au repos.
Suivant une autre particularité de l'invention, on peut exercer sur la loi de refroidissement de la matière coulée et sur son processus de solidification les actions les plus diverses et l'on peut choisir, parmi tous ces moyens d'action, ceux qui concourent à l'obtention du résultat visé, en particulier ceux qui aboutissent à la constitution physico-chimique la plus favorable des masses de matières constituant la pièce moulée .
Sur le refroidissement que la masse coulée subit extérieurement par conductibilité dans la paroi du moula et par rayonnement à la surface libre de ce dernier, on peut agir de la manière la plus efficace : le-Le moule peut en effet être constitué par un corps plus ou moins bon conducteur de la chaleur et poasédant
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une surface de rayonnement plus ou moins active.
Le moule peut encore si on le désire être refroidi artificiellement à l'extérieur par convection dans un fluide approprie.Le moule peut également agir par sa masse relative, plus ou moins grande, c'est-à-dire par l'inertie thermique que représente la capacité calorifique de cette masse, cette inertie thermique pouvant d'ailleurs être modifiée à volonté par la température initiale conférée au moule avant la coulée ,
2 -Le moule peut au contraire, si on le désire, être revêtu intérieurement d'une couche plus ou moins épaisse de matière isolante ou réfractaire qui permet de ralentir autant qu'on le désire le refroidissement exercé par le moule et à travers le moule, en notant que l'on peut encore intervenir par l'état thermique de la paroi du moule au moment de la coulée ,
3 -Il importe également d'observer que l'on peut, suivant le but visé, faire varier arbitrairement ces in- fluences thermiques sur l'étendue du moule et produire une loi de refroidissement différentielle quelconque à la surface extérieure de la pièce moulée .
Sur le refroidissement que la masse coulée peut subir par sa surface libre intérieure, on peut également inter- venir activement . Dès que la centrifugation est arrivée à produire le vide intérieur cylindrique ou paraboloîdal, on peut immédiatement exercer une action refroidissante réglable dans le vide intérieur ainsi créé, en faisant par exemple circuler un fluide qui pénètre par l'ouverture de coulée pour s'échapper par les évents du fond opposé.
Si l'on désire exercer une action réchauffante pour ralen- tir ou interdire le refroidissement par la surface libre intérieure, on peut utiliser une flamme plus ou moins chau- de, ou plus ou moins réductrice ou oxydante, on a en outre la possibilité, en utilisant un fond plat et hermétiquement @
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clos à l'extrémité opposée à la coulée, d'empêcher tout renouvellement naturel de l'air contenu dans le vide cana tral et par conséquent de réduire pratiquement à rien le refroidissement de la matière par sa surface libre inté- rieure L'effet refroidissant parasite imputable à la pré- sence de l'orifice de coulée peut lui-même être supprimé, par un réchauffement approprié
D'autre part, le procédé permet de réduire cet effet parasite au minimum,
en raison du mode même d'introduction de la matière liquide sous forme d'un jet de section ré- duite qui permet de diminuer la section de l'orifice au strict minimum @
En outre, si l'on procède à la coulée dans le moule disposé par exemple en position inclinée, on a la latitude, pendant ou après la coulée, de ramener le moule en position horizontale ou même au delà de l'horizontale suivant un rythme approprié, ce qui a pour effet de provoquer un reflux de matière liquide vers l'ouverture de coulée et de produire un voile de matière qui sa solidifie rapidement devant l'ouverture de coulée, laquelle se trouve ainsi automatiquement obturée, la solidification se poursuivant dès lors en vase hermétiquement clos et le refroidissement ne s'accomplissant p.us que.
par les parois latérales du moule
En opérant ce mouvement de rabattement du moule en temps opportun et suivant une amplitude et un rythme appro. priés et en donnant aux extrémités du moule une conformation convenable, on peut facilement exercer par les fonds une action refroidissante judicieuse et obtenir des corps tu- bulaires fermés aux extrémités par des fonds venus de moulage dont la forme et l'épaisseur peuvent être aisément contrôlées .On a ainsi le moyen suivant l'invention, de produire des corps tubulaires fermés aux extrémités et
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dont le vide central aura en totalité ou en partie une forme cylindrique ou parabololdale .Les articles ainsi obtenus pourront parfaitement convenir à l'usage de récipients, bouteilles, conteneurs, projectiles,etc...
Pour obtenir un corps tubulaire ouvert à ses extré- mites, il suffira de perforer le voile précité ou de procéder à un tronçonnage minime de la pièce à ses ex- trémités .
On notera que, pour la fabrication de pièces tubu- laires relativement courtes, on aura intérêt à obtenir suivant linvention, des corps tubulaires de grande Ion-' gueur que l'on tronçonnera ensuite en longueurs élémen- tairas .
D'autres caractéristiques de l'invention résulteront de la description qui va suivre .
Le dessin annexé montre schématiquement et à titre d'exemple une installation permettant de mettre l'inven- tion en pratique .
Dans cet exemple, donné à titre purement indicatif, le moule 1 qui est ici supposé cylindrique est pourvu d'un fond supérieur 2 et d'un fond inférieur 3, le fond supérieur comportant un orifice 4 pour l'introduction de la matière liquide ,Cet orifice est de section réduite et peut avoir par exemple un diamètre compris entre 30 et 70 m/m. Le moule peut par exemple occuper une position inclinée au moment de la coulée . Il repose sur des jeux de galets d'entraînement 6 et 7 portés par des axes 8.
Les galets 7 roulent au contact d'une butée 9 prévue sur le moule pour empêcher tout glissement du moule vers le bas au cours de la rotation .Chacun des axes 8 est porté par des paliers 10 qui reposent sur un châssis 11. Ce châs- sis pivote en 12 sur une poutre de support non représentée et il peut être incliné autour de ce pivot par exemple par un vérin hydraulique 13. Le châssis 11 porte un moteur @
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qui actionne l'arbre 8 par exemple par une poulie 15. Ce châssis porte en outre un pot de coulée 16 se terminant en bas par un beo ou buse 17 que l'on peut amener en face et à proximité de l'orifice de coulée 4. La matière li- quide est amenée au pot de coulée 16 par exemple par une poche de coulée à quenouille non représentée.
La hauteur du pot de coulée est calculée pour conférer au jet de coulée une force vive convenable On détermine la quantité de matière liquide introduite suivant l'épaisseur et le calibre de la pièce tubulaire à obtenir .La matière li- quide se déverse dans le moule par la buse 17 sous la forme d'un jet liquide qui pénètre librement par l'orifice 4. Le moule étant mis en rotation ( à une vitesse réglable) la matière coulée se trouve ainsi projetée par centrifuga- tion contre la paroi du moule et l'on obtient finalement, après solidification complète, un corps tubulaire centrifu- gé.
Si l'on veut obtenir un vide intérieur parfaitement cylindrique,, on amènera le moule à une position horizontale dès la fin de la coulée ,Si le moule reste dans une position inclinée quelconque, le vide intérieur aura naturellement une forme parabôloldale .Si le refroidissement de la masse liquide a été convenablement dirigé, les parois du corps tubulaire obtenu seront parfaitement compactes et physique- ment bien constituées .
Naturellement l'invention n'est pas limitée aux modes d'exécution représentés et décrits qui n'ont été choisis qu'à titre d'exemple .
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