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"Procédé pour former des moules , coulée"
La présente invention consiste en un procédé pour la for mation de moules de coulée destinés à des pièces coulées en forme de caisson et ayant au moins un côté ouvert, particuliè- rement pourles cuves à vilebrequin de moteurs à combustion interne ou similaires.
Jusqu'à présent, ces moules étaient préparés de façon que dans un châssis de moule 1, tel qu'on peut le voir dans la fig.1 du dessin annexé, il est d'abord form un moulage extérieur 2 en sable de moulage. Ensuite il est placé en succession sur un lit à noyaux 3 dans un deuxième châssis de moule 4 un nombre de noyaux 5 en sable de moulage et l'on enfile le moule extérieur 2 par-dessus ces noyaux 5, après
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que ce moule 2 aura été muni des entonnoirs de coulée usuels 6 et des évents 7.
La préparation de pareil moule de coulée est très fasti- dieuse. Il faut à cet effet des capacités de travail exces- sivement exercées et avant tout un grand nombre de noyaux en sable qui doivent tous être séparément modelés, noircis à noir de fumée, séchés et assemblés avec nombrede diffi- cultés. Il est particulièrement difficile de maintenir à précision les distances entre les cloisons à palier.
La présente invention élimine ces complications et con- siste dans l'emploi d'une cuve de moule, dans laquelle il est modelé intérieurement comme moule vide les nervures, cloisons à palier avec leurs moitiés de hublots de palier correspon- dantes, etc., tous éléments à disposer dans l'enveloppe. En- suite, le groupe de moulage préparé dans la cuve est assem- blé avec d'autres éléments de moule de la manière décrite en détail au mémoire pour former un moule de coulée.
Dans le dessin l'invention est représentée suivant un exemple de réalisation et il représente:
Fig.2 uné cuve de moule avec les noyaux de modèle de moulage vue en coupe longitudinale;
Fig.3 la cuve suivant la fig.2 avec les noyaux de modèle de moulage enlevés, partiellement en coupe longitudinale et partiellement en élévation latérale;
Fig.4 la cuve de moule suivant fig.3 en élévation en bout; Fig.5 une vue en plan sur la cuve de moule suivant les figs.2 et 3; Fige.6 et 7 une section transversale à travers la cuve de moule suivant la ligne VI-VI de la fig.5;
Figs.8, 9 et 10 des vues en élévation latérale,de face et en plan d'une plaque de réception -ou plaque à modèle
Fige.11 et 13 la cuve de moule couverte par la plaque a modela vue en section transversale et en élévation en bout;
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Fig.12 un élément de modèle à encastrer dans la cuve de moule vu en perspective;
Fig.14 la cuve de moule couverte par la plaque à modèles vue en élévation en bout et notamment dans une position basculée de 1800 par rapport à la fig.13
Fig.15 la plaque de réception dans la position, 'suivant la fig.14, la cuve de moule étant enlevée,
Fig.16 un châssis supérieur pour la production d'un car-* ter à vilebrequin vu en coupe longitudinale et finalement
Fige.17 et 18 le moule de coulée fini,vu en coupe transe versale et en coupe longitudinale; Fig.19 une forme de réalisation particulière de la pla- que de réception selon l'invention vue en plan; figs. 20 et 21 le recto et le verso d'un noyau de modèle à dresser sur la plaque de réception vus en perspective;
Fig.22 une coupe longitudinale à travers le moule de coulée.
Comme le montrent les figs. 2 à 5, le moule de coulée est constitué entr'autres d'une cuve de moule en métal léger 9, Aux deux parois frontales de la cuve de moule se trouve, venu de coulage de chaque côté, un petit boîtier 10, dont le fond et le couvercle comportent chacun un forage 11,11.
Le forage inférieur peut être un peu plus petit que celui supérieur et les deux forages se trouvent en ligne l'un en dessous de l'autre. Les parois latérales de l'enveloppe 10 comportent chacune un évidement 12,12. Ces évidements sont situés à la même hauteur l'un en regard de loutre. Aux parois latérales de la cuve de moule, et notamment à proximité de leurs bords supérieurs et aux parois frontales, il est prévu des oreilles de guidage ou de support 13, 13 (fig.3).
dans ces oreilles il est introduit des poignées de support 14, qui peuvent être retirées des oreilles 13 et être intro duits dans des trous 15 (fig.4), qui sont prévus dans les parois frontales de la cuve de moule 9,
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Pour l'exécution du procede selon l'invention, le dispo- sitif comporte en outre un nombre d'éléments-modèles libres, tel qu'il en est illustré un seul en perspective dans la fig.12. Ces éléments-modèles seront montés d'abord dans la cuve de moule 9. Ils sont également constitués de métal léger.
Leur forme s'établit suivant la pièce de coulée à exécuter et, lors de l'emploi d'un grand nombre de pareils modèles de coulée, on est naturellement entraîné à garder ces mo- dèles aussi uniformes que possible, afin de pouvoir les fa- briquer à meilleur compte. Dans l'exemple de réalisation choisi pour le carter à vilebrequin d'un moteur à combustion interne, le modèle de moulage est constitué par une cloison 16 avec un renforcement semi-circu laire 16a du coté supérieur moyen et qui forme moule pour les paliers de l'arbre mani- velle (fig.12).
En outre, la cloison 16 comporte des lattes transversales latérales 16b, qui sont façonnées de telle ma nière que, quand plusieurs de ces modèles sont disposés l'un à côté de l'autre, ces lattes se complètent pour former une bande continue et fermée (fig.5). Ces lattes ou bandes s'adaptent dans des évidements 17 correspondants,qui sont prévus dans les parois latérales de la cuve de moule (fig.5).
Les épaulements horizontaux de ces évidements servent pour les lattes 16b des modèles de moulage 16 (Figs. 6 et 7). Les lattes 16b aussi bien que les épaulements d'appui des évi- dement 17 sont pourvus de forages taraudés 18, 18a s'adap- tant l'un sur l'autre (Figs.5 à 7 et 12) et dans lesquels on peut visser soit des boulons de fixation 19 ou des poignées 20 (Figs.2, 5,6 et 7). La disposition sera avantageusement prise de telle façon que les pattes 16b sont pourvues d'un trou taraudé 18 plus large que les trous de vis 18a dans la cuve de moule 9, de aorte que les boulons 19 à visser dans les troua 18a peuvent être passés sans difficultés à travers les trous 18 pour les poignées 20.
Les modèles de moulage 16
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sont fixés par des écrous' papillon vissés à fond (figs.2, 5 et 6). Eventuellement on peut se suffire de forages faiblement coniques 18, 18a, dans lesquels on peut Chasser par un coup léger des boulons à cale formant boulons d'as- semblage ou des boulons ajustés à poignée.
En outre, il appartient au dispositif pour l'exécution du procédé de l'invention une plaque de réception 21 (voir par exemple Figs.8, 9 et 10). Celle-ci présente à ses deux extrémités frontales une extension 22 avec un tourillon de basculage saillant 23, En outre, ducôté de travail de la plaque 21 et notamment à chaque extension il est disposé perpendiculairement à celle-ci une broche 24 (Fige*$ à la), Ces broches 24 comportent des fentes transversales 85. En outre, la plaque de réception comporte des modèles de moulage 26. La forme extérieure des modèles de moulage 86 s'établit suivant la pièce de coulée à produire et,dans le cas présent, elle correspond aux moules semi-circulaires pour le palier de vilebrequin.
En outre, la plaque 21 est pourvue du côté travail de part et d'autre des modèlesde moulage 26 de rainures longitudinales 27 (figs.8 à 11 et 15 à 16) pour la réception d'auges de coulée 28 (fig.17). La plaque 21 avec les modèles 26 peut être faite d'une gaule pièce. Les modèles 26 cependant peuvent être fabriqués et être fixés sur la plaque 21 de manière interchangeable.
Finalement, le dispositif comporte encore pour l'exécu. tion du procédé selon l'invention un moule en sable 29 aveo une auge 30 (Fige.16 à 18)qui aura été préparé dans un châssis- de moule 31 à l'aide d'un autre modèle 32 de la manière usuelle, L'auge 30 du moule de sable 99 correspond aux di- mensionè extérieures et l'évidement de la cuve 9 à l'espace ' creux du carter de vilebrequin à couler,
Le procédé de l'invention s'exécute de la manière sui- vante:
Comme le montre la fig.2, la cuve de moule 9 est'.mise
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en place avec son ouverture en haut. Ensuite, les éléments- modèles 16 sont montés dans l'espace creux de la cuve pour y être fixés à l'aide de boulons vissants 19.
L'espace entre les éléments modèles 16 est rempli de sable de moulage de la ma- nière usuelle. Après ceci, le sable de moulage est raclé à plat damé et éventuellement légèrement humecté, par exemple arrosé avec de l'eau à laquelle il peut être ajouté un agent de collage.
Ensuite on introduit dans la masse de sable de moulage les évents usuels et les modèles de moulage 16 peuvent maintenant être enlevés de la cuve de moule 9. A cet effet, les vis 19 sont enlevées,et dans les forages 18 des lattes 16b des modèles de moulage on place les poignées 20 par vissage (Fig.7).
Les éléments 16 fixés aux peignées 20 sont maintenant retirés de la masse de sable de moulage se trouvant dans la cuve 9 en tapotant légèrement pour les dégager, de sorte qu'il persiste dans cette cuve 9 les moules creux 16e entre les blocs de sable de moulage 33 (Figs.3, 5 et18).
Après enlèvement des éléments-modèles 16, la plaque de réception 21 est placée sur la cuve de moule 9, par exemple au moyen d'une grue d'atelier 34 (fig.ll). En plaçant la plaque 21 sur la cuve de moule 9, ses broches-fiches 24 pénètrent dans les forages 11, 11 des saillies d'enveloppe 10 de la cuve de moule et les modèles de moule 26 s'engagent dans les moules Creux 16c entre les blocs de sable de moulage 33.
Les moules 26 assurent que, lors de la coulée, l'espace pour les hublots de palier,soit pour le passage subséquent du vilebrequin, ne soit pas rempli de métal de coulée. Par les évidements 12 aux boîtiers de verrouillage 10 et par les fentes correspondantes 25 aux broches-fiches 24, on introduit des coins 35 (Figs. 13 et 14), de sorte que la plaque de réception 21 soit solidement fixée à la cuve de moule 9. Les deux éléments 9 et 21, qui sont main- tenant solidement assemblés, sont soulevés par exemple à l'aide
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d'une grue 34 (fig.13), le tout est basculé de 180 autour des tourillons 23 et de nouveau dPposéEnsuite le verrouillage à coin 35 est de nouveau dégage et la cuve de moule 9 est sou- levée de la plaque de réception 21.
Les blocs de sable de mou- lage 33 se trouvent maintenant en position renversée sur la plaque 21, comme le montre la fig.15, sans que leur position mutuelle en soit modifiée. on renverse maintenant sur ces blocs de sable de moulage 33 le moule en sable 29 avec son auge 30 (figs.17 et 18), de sorte que le moule de coulée se trouvaintenant enfermé comme moule vide 16c, 16d entre les masses de sable de moulage 29,33 et les moules 26 de la plaque 21. Dans le fond, soit dans le couvercle du moule en sable 29, il a été de nouveau prévu l'entonnoir de coulée 6 et les évents 7 de la manière usuelle, Après verrouillage du châssis de moule 31 aux boulons 24, on peut procéder à la coulée. La-plaque 21 aussi bien que les moulages en sable 29 et 30 seront avantageusement chauffés avant la coulée.
Une fois que dans la fabrication en série des pièces coulées le coulage est mis en marche, il suffit chaque fois de simplement chauffer le moule 29, cependant que dans la plaque 21 il s'accumule autant de chaleur que celle-ci ne doit plus être spécialement chauffée avant chaque nouvelle opération de coulée. Comme on peut le voir par la fig.17, les rainures de coulée 28 viennent se placer exactement entre les entonnoirs de coulée 6, de sorte que le métal de coulée liquide ne soit déjà pas trop fortement, saisi lors de son entrée dans le moule de coulée,
Après solidification du coulage, la plaque 21 avec le châssis de moule 31 est basculée vers le haut.
On enlève ensuite d'abord la plaque de réception 21 et ensuite le chassie de moule 31 et finalement les masses de sable de moulage. La pièce coulée ainsi libérée peut maintenant être traitée par la' suite de la manière usuelle. Après nettoyage subséquent de la plaque SI* avec par exemple/de l'air de soufflage, ceci est prête à la récep-
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tion d'une autre moitié-de modèles qui aura été préparée entre- temps.
Comme le montre la fig.19, il est placé sur la plaque de noyaux de réception 21 un certain nombre de/sable 33 l'un à côté de l'au- tre, lesquels auront été formés dans leur ensemble dans une cuve de moule pour être déposés sur la plaque 21,en gardant leurs distances mutuelles. Par-dessus ce groupe de moulage en sable 33 et après emplacement des auges de coulée 28 dans les évi- dements correspondants 27 de la plaque 21, on applique un moule en sable 29 en forme de cuve (fig.22) lequel a été préparé séparément dans un châssis de moule 31.
Si maintenant le moule creux 38 recevant la .coulée est uniquement limité par des surfaces métalliques en ces endroits où il est ouvert contre la plaque de réception 21 et les saillies semi-circulaires 26 qui sont, de préférence, constituées de fonte grise, le métal de coulée sera plus rapidement saisi en ces endroits que là où il vient en contact avec le sable de moulage. La texture du métal de coulage est maintenant plus dense en ces endroits où. il entre en contact avec les surfaces métalliques, il est plus uni et présente moins de retassur qu'en ces endroits où 11 arrive en contact avec le sable de moulage.
Ces endroits correspondants de la pièce coulée ne nécessitent plus tard qu'un usinage plus restreint ou même pas du tout..Pour bénéficier maintenant de ces propriétés pour les surfaces de la pièce cou- lée à usiner plus tard, il est introduit aux extrémités frontales du moule de sable pour le carter à manivelle des noyaux métal- liques 39, qui limitent les côtés extérieurs aux parois frontales du moule de coulée et particulièrement les hublots de palier prévis en cet endroit. Pour la fixation des noyaux métalliques 39, il est prévu dans la plaque 21 des trous d'introduction 36 et aux noyaux 39 des broches d'introduction 37.
Les noyaux 39 ont avantageusement une forme adaptée aux noyaux de sable 33 et sont mis en place avant l'application du châssis de moule
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31 sur la plaque 21, ainsi. qu'il est montré en lignesmixtes dans la fig.19. Eventuellement les noyaux métallique.6 39 peu- vent être venus d'une pièce avec la plaque 21,
Par le procédé de coulée suivant l'invention, on accélère considérablement la production des pièces de coulage en forme d'enveloppe, particulièrement des carters à vilebrequin pour moteurs à combustion interne, et cette fabrication s'en trouve simplifiée et rendue moins coûteuse, et l'on réalise une précision considérablement plus grande dans le maintien des dimensions des pièces coulées.
Un autre avantage du procédé selon l'invention yis-à-vis des coulages sur modèle consiste en une économie de métal considérable, attendu que la posais bilité de maintenir des dimensions précises nécessite une moin- dre tolérance d'usinage, En outre, on peut employer pour la production de pièces de coulée des capacités de travail moins entraînées, attendu que le montage des éléments métalliques et le remplissage de sable dans les espaces intercalaires entre ces éléments exigent moins de' capacité que le modelage et l'assemblage d'un grand nombre de noyaux séparas en sable de moulage.
l'ar la disposition de noyaux métalliques pour les surfaces de portée, par exemple pour l'arbre vilebrequin sur la plaque de réception, on économise l'introduction de noyaux de sable de moulage particuliers dans le modèle de coulée. :De ce fait et comme déjà mentionné, la tolérance d'usinage pour ces sur- faces de palier peut être réduite à un minimum.
Les auges de coulée encastrées dans la plaque de récep- tion empêchent que le métal refluant dans le moule de coulée ne soit pas trop fortement saisi,directement aprs. son entrée dans le moule de coulée. Il reste parfaitement liquide dans l'auge de coulée et garde de cette façon une capacité meilleure pour le remplissage du moule.