<Desc/Clms Page number 1>
L'invention est relative à la fabrication de pièces coulées ,en métal, et'elle concerne, plus spécialement, le moule dans lequel ces pièces sont fabriquées.
Elle concerne un moule composé ou constitué en plusieurs parties à l'aide duquel des pièces coulées, telles que des sphères,boules,billes, ou des objets analogues, ayant une structure interne saine, peuvent être fabri- quées. Le moule convient particulièrement à la fabrication en masse de pièces coulées. Le moule composé, constitué conformément à l'invention comprend une partie en une matière réfractaire, telle que du sable, et une partie en une matière fortement conductrice de la chaleur, telle qu'un métal ou du graphi- te.
L'ensemble du moule est constitué de manière telle que le trou de coulée, les poches d'alimentation, les canaux de distribution, ainsi qu'une partie de la cavité du moule soient ménagés dans la partie réfractaire alors que la partie fortement conductrice de la chaleur contient seulement la partie res- tante de la cavité du; moule. Le trou de coulée, par lequel le métal fondu pé- nètre dans la cavité du moule, est, de préférence, placé verticalement alors que les poches d'alimentation et les canaux de distribution, qui communiquent avec le trou de coulée et avec la cavité du moule, sont convenablement établis à des intervalles espacés verticalement le long du trou de coulée.
Pour cette disposition, la partie de la cavité du moule, qui se trouve dans la partie mé- tallique ou fortement conductrice de la chaleur est la plus éloignée du trou de coulée et de la poche, ce qui permet d'obtenir ce qu'on appelle la "soli- dification progressive" du métal fondu, Ainsi, la partie de la pièce coulée, qui est la plus éloignée du trou de coulée, devient d'abord solide et la so- lidification progresse vers le canal de distribution la poche d'alimentation et le trou de coulée où le métal reste à l'état fondu. De cette manière, le métal fondu est fourni continuellement à la pièce coulée et celui qui se soli- difie en dernier lieu se trouve dans les canaux de distribution, les poches et le trou de coulée. On obtient ainsi des pièces coulées qui sont exemptes de "manques" ou soufflures.
Suivant un mode de réalisation préféré, le moule a une composition double, la partie réfractaire du moule comprenant une paire de noyaux en sable qui sont en contact face à face, chaque noyau contenant la moitié complémen- taire d'un canal de coulée horizontal qui s'étend en travers de son extrémi- té supérieure et la moitié complémentaire d'un trou de coulée qui s'étend vers le bas à partir du canal de coulée. A des intervalles, verticalement, espacés le long du trou de coulée, sont établies des poches d'alimentation constituées par des parties, élargies et en forme de bulbe, du trou de coulée.
Des passa- ges ou canaux de distribution relient les poches aux parties de la cavité du moule qqi sont ménagées dans la face externe de chaque noyauo La partie métal- lique du moule est en deux parties dont chacune est en contact avec la face ex- terne d'un des noyaux et contient des parties de la cavité du moule qui sont complémentaires de celles ménagées dans le noyau. Les noyaux sont ainsi inter- calés entre les parties métalliques et les pièces formant l'ensemble du moule sont convenablement serrées les unes contre les autres. Cette disposition per- met, avantageusement,la coulée d'une grappe de quatre objets à chaque niveau le long du trou de coulée, de sorte que tout nombre voulu de pièces coulées, ces nombres étant des multiples de quatre, peut être obtenu économiquement,pour chaque trou de coulée.
Par ailleurs, chaque moule comporte, de préference, au moins deux trous de coulée partant du canal de coulée supérieur, chaque trou de coulée fournissant du métal, par ses poches d'alimentation, aux grappes de quatre cavités du moule établies à des intervalles espacés verticalement.Cette disposition permet d'obtenir un rendement maximum en pièces coulées pour un moule ayant des dimensions données. Par ailleurs, les frais de moulage sont réduitspar l'usage des parties du moule qui sont en métal ou qui ont une for- me permanente puisque ces parties peuvent être utilisées un nombre indéfini de fois pour la coulée.
Les diverses caractéristiques et les avantages de l'invention ap- paraîtront au cours de la description détaillée donnée ci-dessous en se ré- férant aux dessins ci-annexés.
<Desc/Clms Page number 2>
Les figso 1, 2 et 3 montrent, respectivement en coupe verticale suivant 1-1 fig. 3,en coupe verticale suivant 2-2 fige 3 et en plan, un moule établi conformément à l'invention.
La fig. 4 montre, en élévation, la face externe d'une des parties du noyau de ce moule.
La fig. 5 montre, en coupe horizontale suivant 5-5 fig. 1, ce même moule.
La fig. 6 montre, en perspective, les pièces coulées obtenues à l'aide du moule montré sur les figs. 1 à 5.
La fig. 7 montre, en plan, (parties en coupe) les pièces coulées de la fige 6.
La fige 8 montre, en vue de côté (parties encoupe et parties arrachées), un groupe de moules établis selon l'invention et placés bout à bout.
La fig. 9 montre, en élévation, une partie d'une machine à mouler continue cette machine comportant des moules établis selon l'invention.
Le moule, montré sur les dessins, comprend une partie interne et mauvaise conductrice de la chaleur qui est constituée, de préférence, par deux noyaux en sable 10 en contact face à face. Les noyaux 10 comportent à leurs extrémités supérieures un canal de coulée horizontal 12 pour recevoir le métal fondu et la face interne de chaque noyau comprend une moitié de ce canal. Par ailleurs les noyaux comportent des trous de coulée 14 qui partent du canal 12, chaque noyau comprenant la moitié du trou de coulée le long de sa face interne. A des intervalles, verticalement espacés le long de chaque trou de coulée, celui-ci présente des parties élargies formant des poches d'alimentation 14a.
Chaque poche 14a comporte deux canaux de distribution 16, qui sont obliques l'un par rapport à l'autre et qui aboutissent dans les parties 18, des cavités du moule, ménagées dans les faces externes du noyau. Une partie permanente 20 du moule est en contact avec la face externe de chaque noyau, cette partie 20 comportant les moitiés complémentaires 18a des cavités du moule. Les noyaux complémentaires sont ainsi intercalés entre les parties permanentes 20. Chaque partie permanente 20 du moule est en une matière bonne conductrice de la chaleur, par exemple en métal ou en graphite. Pour le mode de réalisation montré sur le dessin, chaque partie externe est constituée, de préférence, par des éléments séparés '22 dont chacun contient une seule ca- vité 18a du moule.
Les éléments 22 sont convenablement reliés, à l'aide d'organes de fixation 23, à une plaque de soutient 24 qui peut être montée sur un dispositif transporteur ou sur une machine à mouler continue. La plaque de soutien 24 comporte à son extrémité inférieure des bras 24a pour supporter le noyau 10.
Il est évident que toutes les cavités 18a pourraient, si on le désire, être ménagées dans une seule pièce. Toutefois, quand cette partie du moule est formée par des éléments séparés 22, on obtient une précision plus grande pour l'écartement des cavités du moule et on écarte la possibilité d'un gauchissement qui peut se produire, au cours de la coulée, avec une partie externe en une seule piège.
La face externe de chaque noyau comporte des trous 26 propres à recevoir des saillies 27, en forme de goujons, prévues sur la plaque de sou=tien 24 afin que le noyau occupe une position exacte par rapportià la partie permanente du moule. Chaque noyau 10 comporte également, à une extrémité du éanal de coulée 12, un prolongement 12a et, à l'autre extrémité de ce canal, une encoche 12 b propre à recevoir le prolongement 12a du moule adjacent, comme visible sur la fig. 8. De cette manière, on forme un canal de coulée continu pour recevoir le métal fondu au cours de la coulée.
Quatre cavités de moulage sont formées à l'emplacement de chaque poche d'alimentation le long du ;trou de coulée, de sorte qu'une grappe de quatre pièces coulées se trouve à chaque niveau. Pour l'exemple montré, douze
<Desc/Clms Page number 3>
pièces coulées sont formées à chaque trou de coulée, ce qui fait vingt-quatre pièces par moule. Il est évident que la hauteur du moule peut être augmentée pour permettre la coulée de grappes supplémentaires le long du trou de coulée
De même, plus de quatre cavités de moulage peuvent être formées à l'emplace- ment de chaque poche d'alimentation le long du trou de coulée, ce qui permet d'obtenir un nombre plus grand, de pièces par trou de coulée.
Alors que sur les figs. l'à 5, on a montré un moule entier seule- ment, on envisage, pour la fabrication industrielle de pièces moulées, de se servir d'une série de moules placés bout à bout, comme visible sur la fig.8, de manière à former un canal continu 12 dans lequel coule le métal fondu.
Les moules sont agencés, de préférence, de manière à monter une rampe, qui fait un angle de 2 à 5 avec l'horizontale, sous le poste de coulé9 Les mou- les peuvent être montés sur un dispositif transporteur ou peuvent se déplacer dans une machine à mouler continue du genre de celle montrée dans le brevet américain h 2.326.164.
Pour la fabrication de pièces moulées, le métal fondu coule, dans le sens indiqué par la flèche, hors du pot 30 dans le canal 12 d'où il pêne- tre successivement dans les trous de coulée 14 et les poches d'alimentation
14a qui se trouvent sur la rampe devant la poche de coulée et le métal remplit les cavités du moule. Les moules se déplacent vers le poste de coulée, dans le sens indiqué par la flèche, à une vitesse telle que la pénétration du métal dans les trous de coulée se fasse aussi près que pratiquement possible du pos- te de coulée.
Comme le métal est en contact, dans la moitié extérieure de cha- que cavité du moule, avec de la matière bonne conductrice ,de la chaleur, il refroidit beaucoup plus rapidement que celui qui forme la moitié interne de la pièce coulée et qui est moulé dans le noyau en sable. Il en résulte une solidification progressive des pièces coulées depuis leurs parties qui refroi- dissent rapidement jusque dans les canaux de distribution, comme expliqué plus haut.
Chaque poche d'alimentation 14a forme donc un réservoir de métal fondu qui alimente la pièce coulée pendant qu'elle se solidifie en éliminant ainsi la formation de cavités résultant du retrait qui seraient formées dans la pièce moulée si la solidification ne se faisait pas en progressant vers le canal de distribution de chaque poche d'alimentation. Ces poches se trouvent dans la partie la plus chaude du moule et assurent une alimentation appropriée en métal fondu des pièces coulées pendant que celles-ci se solidifient progressivement depuis la partie du moule qui est bonne conductrice de la chaleur vers les canaux de distribution ménagés dans les noyaux mauvais conducteurs de la chaleur. Les pièces coulées obtenue ont donc une structure interne saine.
Comme le trou de coulée est ménagé dans les noyaux, dont le coefficient de conductivité de la chaleur est faible, ce trou peut avoir un diamè- tre relativement petit et peut néanmoins alimenter les poches avec du métal fondu pendant la solidification des pièces coulées.
Il est évident que l'on obtient les mêmes résultats avantageux de l'invention quand on remplit un seul moule ou une série de moules. Une caractéristiques de la constitution du moule est l'intervention d'un canal de distribution 16 très court, de sorte que chaque pièce moulée est reliée à la masselotte formée dans la poche 14 a par un congé réduit 32 (fig. 7). Ceci permet de détacher aisément les pièces coulées de la masselotte formée dans la poche 14a sans qu'il se forme des saillies ou des creux nuisibles, à la surface des pièces coulées.
Il est à noter que la forme bulbeuse des poches d'alimentation 14a permet d'écarter convenablement les cavités de moulage 18 et de donner, en outre, aux canaux de distribution des dimensions appropriées.
Dans les noyaux 10, montrés sur la fige 8, les parties 14b. du trop. de coulée 14, qui se trouvent entre les poches 14a, ont un diamètre plus petit que celui des extrémités supérieure et inférieure du trou de coulée. Cette -disposition permet un écoulement approprié du métal vers les poches d'alimen-
<Desc/Clms Page number 4>
tation ,et il en résulte que la masselotte contient une quantité moindre de métal, avec une économie correspondante, que celle qui est formée dans le trou de coulée montré sur les figs. 1 à 5.
La fig. 9 montre la manière dont les moules peuvent être montés dans une machine à mouler contnue. La machine à mouler a généralement la forme d'un ensemble annulare qui tourne autour de son axe vertical (non montré). Les moules sont placés bout à bout le long de la périphérie totale de la machine. L'organe 40 s'étend radialement depuis le centre de la machine et sur cet organe est fixé rigidement un bras 42 qui porte la moitié interne de l'ensemble du moule. Un prgane 44 pst articulé en 46 à la machine et can- porte un bras vertical 44a qui supporte la moitié externe de l'ensemble du moule. L'organe 44 porte également un bras horizontal 44b qui est équilibré par un contre-poids de manière à maintenir la moitié extérieure de l'ensemble du moule en contact avec la moitié interne de celui-ci.
L'extrémité du bras 44b comporte un galet 48 propre à venir en contact avec une came portée par la machine quand cette dernière tourne, ce qui oblige l'organe 44 à basculer vers l'extérieur en écartant ainsi la moitié externe du moule de sa moitié interne, de sorte que les pièces moulées peuvent être enlevées.
Le moule tel que montré comporte des cavités convenant à la fabri- cation de pièces moulées en forme de sphères, boulets ou billes, comme cel- les utilisées pour le broyage de minerais ou de ciments, mais il est évident que des cavités de moulage, ayant des formes différentes, peuvent être utili- sées sans sortir des limites de proteption de l'invention.
Les termes et expressions utilisés n'ont qu'un caractère descrip- tif et n'ont pas un sens limitatif ni restrictif, c'est-à-dire que l'usage de ces termes ou expressions n'exclut pas les équivalents techniques des or- ganes ou dispositifs montrés ou décrits, ni des parties de ces organes, car diverses modifications sont possibles sans Sortir du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS
1.- Moule.: pour la fabrica-tion de pièces coulées, comportant au moins une paire de parties associées, une partie d'une paire étant cons- tituée en une matière dont la conductivité de la chaleur est différente de celle de la partie associée, caractérise en ce qu'une partie de chaque paire est constituée en une matière mauvaise conductrice de la chaleur et elle com- porte un passage orienté en partie vers le bas pour recueillir le métal fondu et plusieurs portions de cavités de moulage qui sont adjacentes audit passage et qui communiquent, de près, avec celui-ci, la partie associée étant formée en une matière bonne conductrice de la chaleur et comportant des portions de cavités de moulage complémentaires, à cellps citées en premier lieu,
les deux parties étant placées en contact face à face, les portions des cavités de moula- ge d'une partie étant placées en regard de celles de la partie associée.