<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention concerne des perfectionnements aux méthodes pour la formation de joints étanches dans les structures présentant des cavités, et plus particulièrement une méthode et des moyens servant' à former un joint étanche entre des surfaces coopérantes!opposées, à réunir les unes aux autres , de boites à noyaux, moules sous pression, plaques de .soufflage et flacons ou moules, ou autres récipients néces- sitant une fermeture étanche efficace à l'égard des pressions internes ou externes.
<Desc/Clms Page number 2>
Dans une structure typique à soufflage à noyaude sable par exemple, deux ou plusieurs éléments de moule qui se confrontent sont serrés l'un contre l'autre et un courant d'air et de particules de sable, y compris un liait approprié, est soufflé dans la cavité définie par les sections coopé- rantes sous une pression d'air appréciable. Le caractère abrasif du sable rend indispensable de prévoir un joint complètement étanche à l'air à l'endroit de jonction entre les sections coopérantes du moule. Autrement, il y a des fuites d'air à vitesse élevée, sous pression élevée, à travers les espaces minuscules où la continuité manque entre les sections du moule.
Dans un temps étonamment court, les fuites continues exercent une sévère érosion des surfaces correspondantes de la boite à noyau ce qui rend nécessaire l'enlèvement de cette boite à noyau de la production et le planage de la boite sur les parties érodées, ou bien d'autres réparations des dommages causés par l'érosion. Le coût d'entretien des boites à noyau devient ainsi tout à ,fait élevé et leur durée utile devient trop basse pour être 'encore économique.
Les dommages occasionnés par l'érosion sont souvent accompagnés d'endommagements mécaniques dûs aux chocs lorsque les sections de la boite à noyau sont assemblées lors de l'opération de formation du noyau. Afin de réduire au minimum la possibilité de fuites, les sections sont en général retenues ensemble sous des pressions très appréciables et elles sont mises en engagement avec un effort .ou choc considérable. Cela constitue une nouvelle cause d'endommagements de la boite à noyau, en raccourcissant ainsi davant' durée effective.
<Desc/Clms Page number 3>
Ces défauts dans les boîtes à noyau ont fréquemment pour résultat des noyaux imparfaits. D'expérience générale jusqu'à présent a été que des noyaux de sable soufflé présentaient des "bavures" produites par les fuites à la ligne de séparation entre les sections. Divers autres défauts tels que tassements, soufflures, endroits de ramollissement, provenaient également des fuites à la ligne de séparation. Ces défauts ont .nécessité des réparations coûteuses, bourrage par de la boue et réparations dès-noyaux.
Des essais ont été faits précédemment en insérant des garnitures d'étanchéité par compression élastique entre les surfaces des boîtes à noyau et analogues, où une garniture supportée par, ou dans l'une des surfaces est pressée contre une surface plane opposée. Cependant, pour autant qu'on le sache, pour une raison ou l'autre aucune de ces garnitures ne s'est montrée complètement satisfaisante. Puisque les garnitures sont fréquemment faites en une matière non compressible, telle que du caoutchouc ordinaire ou matière plastique, elles ont nécessité un espace de dilatation derrière, ou dans les chambres à garniture afin que les faces coagissantes de la boîte à noyau puissent venir convenablement en engagement l'une avec l'autre.
De plus, les garnitures élastiques du type décrit n'étaient souvent pas uniformes quant à la pression du joint ou bien elles étaient discontinues et permettaient les fuites malgré la présence du Joint. De plus,' le problème se, posait d'appliquer le joint de manière convenable, puisque la plupart du temps les extrémités de la garniture ne pouvaient pas être réunies l'une avecl'autre sans produire une faiblesse dans le joint. De plus, ces joints élastiques étaient pratiquement impossibles à réaliser pour boîtes à noyau ou moules de forme contournée et leur emploi était ainsi limité aux éléments séparables, présentant des cavités à surfaces planes.
<Desc/Clms Page number 4>
En tenant comptede ce qui précède, l'un des objets de la présente invention est de prévoir une méthode perfectionnée pour former un joint étanche dans l'assemblage d'une pluralité d'éléments coopérants présentant des cavités, exposés à des fuites ou autres conditions analogues pendant leur emploi.
Un autre objet de la présente invention est de prévoir une méthode perfectionnée pour obtenir une fermeture 'étanche d'une pluralité d'éléments de moule coopérants tels que les éléments d'un assemblage de boite à noyau ou une plaque de soufflage et boite à noyau contre les effets des fuites.'
Un autre objet de la présente invention est de prévoir 'une méthode' perfectionnée pour obtenir une fermeture étanche des boîtes à noyau ou autres structures présentant des cavités qui,ne réclame'pas une pression positive appréciable pour maintenir les éléments de manière et anche l'un contre l'autre en vue d'obtenir un assemblage étanche, avec ce résultat que les éléments de l'assemblage pourront être .réunis et simplement maintenus en empêchant la séparation,
moins le choc et la pression appréciables considérés en général nécessaires avec les boîtes à noyau connues et autres structures analogues soumises aux pressions internes.
Encore un autre objet de l'invention est de prévoir à .des compositions améliorées destinées/être employées comme élément de joint étanche pour empêcher les fuites hors des éléments à cavités, tels que les boîtes à noyau et analogues.
<Desc/Clms Page number 5>
Encore un autre objet de l'invention est de prévoir une structure à cavité perfectionnée telle qu'une structure de boîte à noyau ou autre dispositif de moulage similaire ayant des éléments de joint étanche, qui durent indéfiniment et dans'laquelle le rendement d'étanchéité soit plutôt augmenté que diminué pendant les périodes de différentiels de pression entre la cavité interne et les surfaces externes de la structure.
Encore un autre objet de l'invention est de prévoir un nouveau joint étanche séparable pour les faces jointives des structures à cavités séparables.
Dans le procédé selon la présente invention, une pluralité d'éléments coopérants à cavités, dont la boîte à noyau constitue un exemple typique, sont scellés contre les ,fuites ou soufflages et autres conditions similaires en formant des rainures continues se'confrontant sur les faces ou surfaces opposées des éléments qui sont adjacents à la cavité et entourent celle-ci et on dispose , dans l'une des rainures une matière plastique non métallique appropriée ou une matière élastomère capable d'être moulée ou formée in situ en une fermeture homogène continue dans sa propre chambre. De préférence, on emploiera une matière ou composition qui pourra fournir un élasstomère cellulaire compressible.
Ensuite, les éléments (de la structure sont mis ensemble de manière à placer les rainures qui se confrontent en alignement et à former ainsi un espace ou chambre d'étanchéité continue autour de la cavité. nfin la matière servant-à former le joint étanche est soumise à la vulcanisation dans la chambre d'étanchéité. Lorsque, la matière est suffisamment fluide elle peut évidemment être introduite dans la chambre d'étanchéité par pression ou
<Desc/Clms Page number 6>
injection par aspiration à travers des trous de coulée appropria communiquant avec la chambre d'étanchéité.
Les résultats fort raient améliorés obtenus par le procédé selon la présente invention sont dûs en grande partie aux caractéristiques de la matière de garniture utilisée.
La matière employée dans le procédé selon la présente invention présente beaucoup d'avantages uniques, et parmi ceux-ci une haute résistance aux ébréchures ou aux déformations produi- sant des endommagements. Selon uns forme préférée, la matière de garniture possède une élasticité accouplée à la compressibilité.
En d'autres mots, alors qu'on pourra utiliser une matière d'étanchéité qui n'est pas appréciable- ment compressible.ou élastique, on préfère en général .une matière qui est élastique et compressible après sa prise ou vulcanisation, telle que celles capables de produire un corps spongieux cellulaire pour joint étanche, dans les rainures coagissantes qui définissent la chambre d'étanchéité autour de la cavité. lors que du caoutchouc cellulaire peut être employé comme tel beaucoup 'de types différents de matériaux résineux synthétiques capables d'être moulés et solidifiés en élastomères cellulaires compressibles peuvent également être utilisés dans le procédé selon la présente invention.
Alors qu'on pour.ra employer une matière demandant une quantité en excès, à placer dans les chambres à rainures et devant ensuite être mise sous compression pendant la solidification ou la 'préparation, telle que vulcanisation ou cuisson, aes résultats avantageux ont été obtenus avec des matières qui gonflent ou se dilatent à mesure qu'elle est formée in situ autour de la cavité de moulage, pour se conformer exactement avec les rainures dans lesquelles
<Desc/Clms Page number 7>
elle est placée. Il nty a aucun problème posé par la conformation du joint étanche, parce que ce joint est formé directement dans sa chambre d'étanchéité, en rendant ainsi certain que le joint se trouve en alignement conve- nable entre les faces coagissantes des éléments à cavité.
De nombreux autres objets et traits caractéristiques et avantages de l'invention deviendront apparents à ceux spécialisés dans cette technique de la description qui suit,en se reportant aux dessins ci-joints illustrant aussi bien le procédé de fabrication d'un joint étanche que les objets qui en résultent, et dans lesquels:
La figure 1 est une vue en plan d'une section ou élément de boîte à noyau à cavité qui a été rainurée pour recevoir les joints d'étanchéité perfectionnés.
La figure 2 est une vue en .coupe faite substantiellement le, long de la ligne II-II de la figure 1.
La figure- 3 est une vue agrandie, en coupe fragmentaire, illustrant la manière dont la composition élastomère est placée à l'intérieur de la rainure avant la vulcanisation.
La figure 4 est une vue agrandie en coupe illustrant l'arrangement de rainure et joint étanche après que le joint a été complètement formé.
La figure 5 est une vue fragmentaire en coupe, laquelle quoique faite substantiellement le long de la ligne 5-5 de la figure 1 montre comment un joint étanche est établi dans l'assemblage autour d'une tige formatrice de trous de ventilation.
La figure b est une vue similaire à la figure 2, mais illustrant les deux sections constituant la boîte à noyau et la manière dont elles coopèrent après formation du joint étanche.
<Desc/Clms Page number 8>
La figure 7 montre quelque peu schéma tique tient, un procédé pouvant être employé pour former deux rainures se confrontant, destinées à recevoir l'élément d'étanchéité.
La figure 8 est une vue fragmentaire d'une partie d'élément de boîte à noyau, illustrant davantage le procédé.
La figure 9 est une vue fragmentaire, fortement agrandie, illustrant la face de l'élément montré dans la figure 8, 'avant que la rainure n'ait été découpée.
La figure 10 est 'une vue en coupe, avec des parties en élévation d'une boîte à noyau du type contourné, employant les perfectionnements selon la présente invention.
La figure llest une vue fragmentaire avec des parties en élévation d'une structure de boîte à noyau en trois pièces appliquant les perfectionnements selon la présente invention.
La figure 12 est une vue fragmentaire en coupe avec des parties en élévation illustrant la manière dont l'invention 'peut s'appliquer à des organes de moulage ayant des cavités .'multiples, et la figure 13 est une vue fragmentaire en élévation d'une modification montrant l'emploi d'une combinaison de matières métalliques et non-métalliques dans le joint d'étanchéité.
En se reportant aux dessins, et notamment à la figure 1, le chiffre de référence 20 indiqua d'une manière générale l'une des sections d'une boîte à noyau à deux sections, la section 20 présentant'une cavité centrale 21 moulée directement, gravée, usinée, ou autrement formée avec une cavité. Une pluralité de lumières 22 sont prévues pour faire communiquer la cavité 21 avec la machine de soufflage du noyau qui envoie dans la cavité 21 une susp3nsion de sable et de liant dans de l'air sous pression.
<Desc/Clms Page number 9>
Une pluralité de trous de ventilation 23 de diverses dimensions sont disposées en des endroits variables à l'intérieur de la cavité 21. Chacun des trous de ventilation 23 est ouvert à l'atmosphère et comprend un écran perforé 24 qui sert à filtrer où retenir les particules de sable dans la cavité, tout en permettant à l'air de s'écouler à travers les trous de ventilation.
Ces trous de ventilation remplissent ainsi la fonction d'aider la distribution de manière relativement uniforme du mélange'de.,sable ou de liant dans toute la cavité de moulage, car autrement il pourrait y.avoir des endroits morts qui ne recevraient pas la quantité nécessaire de sable de moulage
La partie centrale de la cavité 21 peut également être prévue avec des portions{surélevées 26 disposées de manière à venir en engagement avec'des portions correspondantes de l'élément de moulage correspondant en butant les unes contre les autres, et en fournissant ainsi des joints disposés 'cent'ralement ("kiss-offs") entre les deux éléments coagissants.
Selon la présente invention, une boîte à noyau du type montré dans la figure 1 est prévue de manière appropriée avec un chenal ou rainure 28 se prolongeant à proximité du bord externe de la cavité 21, et,e conformant quant au contour extérieur avec la paroi externe, de la cavité. Dans la pratique, la rainure 28 peut être espacée d'environ 3 ou 6 mm. du bord de la cavité. Ainsi que montré'dams ;la.figure 1, la rainure 28 est continue et s'étend autour de toute la cavité de moulage de telle sorte que lorsque les 'éléments d'étanchéité sont introduits à l'intérieur de la {rainure,; toute la cavité est fermée à l'égard des fuites de.manière étanche.
<Desc/Clms Page number 10>
En plus de la rainure 28 qui s'étend autour de la cavité entière, les parties en surélévation 2ô peuvent également être munies de rainures-29 pour recevoir les éléments d'étanchéité.
Puisque dans l'emploi d'une boîte à noyau, il est nécessaire de séparer les éléments ou composants de la boîte pour l'enlèvement des noyaux soufflés, il est fortement désirable que le dispositif d'étanchéité soit ancré de ..manière positive dans la rainure de l'un des éléments coagissants de la boîte à noyau et qu'il soit facilement séparable et de manière complète de la rainure correspondante de l'autre élément coagissant.
'
Pour rendre certain l'ancrage permanent du joint à ,1'intérieur de la rainure dans l'un des éléments tel que l'élément 20, une matière adhésive ou liant approprié est appliqué à l'intérieur de la rainure 28 sous la forme d'une couche 29a (figures 3 et 4), rendant certain le recouvrement complet par la couche de liant aussi bien sur les parois ' latérales et de base que sur les parois de fond de la rainure 'qui de préférence présente une section rectangulaire. Le .liant devrait être tel qu'il possède une affinité pour le métal de l'élément de la boîte à noyau et qu'il est également compatible avec la matière dont est formé le joint d''étanchéité. Dans une large mesure, les boîtes à noyau sont faites en aluminium coulé quoiqu'elles puissent également être faites en laiton, acier ou fonte.
Dans de telles boîtes à noyau, un agent liant consistant en un composé spécial en caoutchouc et dérivés de résine dans un solvant volatil peut être appliqué, par exemple en appliquant la solution à la brosse dans la rainure 28 et en la laissant se figer par évaporation du solvant. Un agent liant approprié de ce type est sous une forme disponible commercialement, le "Thyxon 0-652",
<Desc/Clms Page number 11>
mais il existe d'autres agents liants disponibles dans le commerce pouvant également être employés..
Pour certaines substances telles que le magnésium, il pourrait être nécessaire de traiter la surface dans la rainure pour la préparer afin que l'agent liant y adhère fortement.
Pour le magnésium il a été trouvé que le traitement avec une solution'de décapage au bichromate est désirable pour obtenir une forte adhésion. On se rendra évidemment compte -que des adhésifs ou-liants appropriés sont à présent ',disponibles dans le commerce, pratiquement pour chaque type différent d'élastomère synthétique ou naturel.
Une fixation complète du joint dans la rainure porteuse de la structure est très importante afin d'éviter non seulement un déplacement du joint hors de la rainure, mais également pour empêcher la pénétration dans la rainure le long du joint, de sable ou autres matières étrangères qui pourraient gêner en service le 'fonctionnement proprement . dit'du joint.
, La substance formant le joint d'étanchéité peut originellement avoir la forme d'une extrusion en forme de tige pliante de forme cylindrique ou ayant une autre section ou bien la forme du ruban ou de bande 13, insérée à la main dans la rainure 28 (fig. 3), sous forme de bande continue ou en diverses longueurs disposées bout à bout d'après les facilités, et elle comprend de préférence une composition vulcanisable pour produire in situ une structure cellulaire dilatée dans le procédé, Le diamètre ou volume sectionnel de la bande par rapport à la surface de la section du joint final peut être fixé de manière à atteindre la densité préférée dans le joint final, qui pourra ainsi être une structure à grandes ou petites cellubs pour divers degrés de
<Desc/Clms Page number 12>
pliabilité selon les diverses conditions.
La composition peut par exemple comprendre un caoutchouc naturel ou synthétique approprié, un plastifiant, un agent de vulcanisation, et un agent libérant du gaz capable, lors de l'application de la chaleur, de libérer des quantités appréciables de gaz et de gonfler ou dilater ainsi la composition élastomère.
Ainsi qu'il a été mentionné ci-dessus, beaucoup de .,types différents d'élastomères naturels ou synthétiques peuvent être employés pour le procédé selon la présente invention, mais il est préférable d'employer un caoutchouc synthétique du type "Buna-N", et plus particulièrement le type qui a été modifié pour une résistance maximum aux hydrocarbures.
Gette résistance est désirable parce que des huiles telles que la kérosène sont employées fréquemment comme agent de séparation entre la surface de la boîte à noyau et le sable, ainsi que comme agent détergent, ce qui a pour résultat la rétention d'un mirée film de kérosène le long des surfaces de la boîte à noyau, Le caoutchouc du type Buna-N, qui est un produit de copolymérisation du butadiène et de l'acryloni@rile n'est pas affecté par la présence de ce film. Cependant, si leshuiles hydrocarbonées sont évitées, d'autres matières telles que les caoutchoucs de type Buna-S, consistant en un copolymère du butadiène et du styrène, peuvent être employées.
Les caoutchoucs synthétiques du groupe chloroprène polymérisé forment également des matières préférées pour la réalisation du procédé selon la présente invention.
<Desc/Clms Page number 13>
Comme exemples, on donnera ci-après plusieurs formules différentes qui permettent d'obtenir des éléments d'étanchéité, résistants aux huiles, acceptables pour le procédé selon la invention.
Exemple 1.
EMI13.1
Matière Parties en poids Caoutchouc Buna-N tel que le TfrIyca.r 1011" 100 Oxyde de zinc 5 Pigment noir de carbone 40 Phtalate di-méthoxyéthylique (plastifiant) 15 '.Soufre 1 Bisulfure de benzothiazyle (accélérateur), 1,5 Retardateur de la vulcanisation, tel que le "Retarder 5i't 0,75 t'iJnicel N.D." (agent de souffla.ge, consistant en un mélange de 40 parties de di-nitroso- mentaméthylène tétramine dispersée dans 60 parties d'une charge anorganique inerte) 3 exemple 2.
EMI13.2
Matière Parties en poids Caoutchouc Buna-N 100 Oxyde de zinc 5 'Argile dure 60 'lShta1ate di--méthoxyéthylique 15 Soufre .1 Bisulfure de benzothiazyle 1,5 "Retarder-U" 0,75 Oxyde de fer rouge 1 "Unicel ri.D.1t 3
<Desc/Clms Page number 14>
exemple III.
EMI14.1
Matière Parties en poids.
Chloroprène polymérisé (ifeoprène) 100 Acide stéarique 0,5 "Neozone A" (antioxydant) 2 Magnésie 4 Noir de charbon 40 Oxyde de zinc 5, "Unicel N.D." 3
Les agents de blocage dont l'emploi est préféré .dans le cadre de la présente invention sont les matières décomposables qui libèrent de l'azote et/ou de l'ammoniaque . dans les conditions employées pour la vulcanisation de l'élastomère. La di-nitroso pentaméthylène tétramine mentionnée précédemment constitue un réactif particulièrement préféré. D'autres agents de soufflage appropriés comprennent le P,P'-oxybis- (benzènesulphonyl hydrazide) ("Celogen"), le diazoaminométhané, ou un mélange de nitrate sodique et chlorure ammonique.
Ces matières fournissent, en se détendant, un grand nombre de petites bulles individuelles dans l'élastomère qui lui donnent la structure cellulaire ,fermée désirée. Cette structure caractéristique rend le caoutchouc dilaté par le gaz pratiquement imperméable au gaz, par contraste avec le caoutchouc spongieux ordinaire qui possède des pores interconnectés, donnant au produit une perméabilité nette à l'égard du gaz.
Le gonflement du caoutchouc dilaté par le gaz à cellules fermées dans les conditions délimitées par la présente invention, donnent également l'effet fortement désirable de produire sur l'élément d'étanchéité une pellicule à surface lisse sans pores visibles en surface, même si le corps de l'élément d'étanchéité présente un grand nombre de vides non connectés.
<Desc/Clms Page number 15>
Tandis que l'emploi de l'agent de soufflage représenta un mode de réalisation préféré de l'invention, des résultats avantageux peuvent être obtenus sans l'agent de gonflement si on prend des mesures de précaution supplémentaires. Par exemple, une bande de matière possédant tous les ingrédients excepté l'agent de soufflage, peut être moulée par pression pour venir se conformer avec la rainure 28 et 34,et être ensuite vulcanisée. L'inconvénient de ce procédé est. cependant constitué par le fait que la vulcanisation tend à rétrécir la bande et ainsi une quantité contrôlée de matière en excès doit'être .initialement,moulée dans les rainures.
Après que la bande ou les morceaux de bande 31 ont été insérés dans la rainure 38, une seconda'section, coagissante complémentaire 33' de boîte à noyau est réunie à la section:20 en-assemblage relatif normal. Ainsi qu'on peut le voir le mieux de la figure 4, la'section 33 présente un chenal ou rainure 34 généralement en forme de V préalablement découpé, ayant des parois évasées 34a et 34b disposées angula'irement qui viennent ensemble aussi près que possible à la racine de la rainure.
Ainsi qu'on peut le voir le mieux de la figure 4, la largeur de la rainure 34 est faite depréférence plus petite que la largeur rainure rectangulaire avec laquelle elle largeur de la rainure rectangulaire 28 avec laquelle elle est associée, mais est centrée par rapport à celle-ci aussi près que possible dans la pratique.
On se rendra compte 'que les rainures 28 et 34 peuvent varier d'une manière appréciable par rapport aux sections préférées montrées, pour les adapter aux diverses conditions rencontrées.
<Desc/Clms Page number 16>
Los daux sections à cavités 20 et 33 à l'état assemblé, sont alors chauffées à une température suffisante pour vulcaniser la matière élastomère comprenant la bande 31.
Normalement, cette température sera comprise entre 250 et 350 ' pendant des laps de temps compris entre deux et trois heures.
A mesure que la bande est ramenée à la température requise et pendant la réaction de vulcanisation, l'agent qui dégage du gaz se décompose en produisant le dégagement de gaz, ce qui a-pour résultat un gonflement de la matière élastomère.
A ce moment, la matière se dilate dans les surfaces exposées et remplit toutes les surfaces exposées de la rainure de uiocage coopérante 28 et de la rainure séparable de blocage 34, ainsi qu'on peut le voir le mieux de la figure 4 du dessins, afin de former une 'bande 30 s'engageant de manière étanche autour de la périphérie de la cavité de moulage 21.
L'élastomère, pendant ce chauffage, devient également fortement fixé à l'agent liant disposé sur les parois de la rainure 28.
Afin d'éviter, lorsque la matière élastomère se dilate dans les rainures, tout emprisonnement d'air, et de cette manière des poches d'air qui empêcheraient la bande d'étanchéité de se dilater en entière conformité avec les parois délimitantes des rainures, et afin d'éviter tout collage possible, il a été trouvé qu'une couche mince 37 d'un agent de séparation ou libération, ou séparateur ou lui : -ifiant, appliquée sur les parois de la rainure 34 aide la composition élastomère à s'élever en conformité avec les parois et contre la racine de la rainure et à s'en séparer ensuite librement âpres vulcanisation.
Des matières appropriées dans ce but comprennent des séparateurs à la silicone, une suspension de particules de mica extra-fines ou de graphite dans un véhicule vaporisable tel que l'alcool, ou dans une lessive à la silicone.
<Desc/Clms Page number 17>
Après que la vulcanisation a été achevée il a été trouvé que sur las faces séparables de l'arête du joint 36 où elle s'adapte à l'intérieur de la rainure 34, i. s'est formé une pellicule 36a dure, pliable de manière élastique, et pratiquement imperméable, ou du moins non visiblement poreuse, quoique à l'intérieur le corps du joint d'étanchéité présente une structure uniformément cellulaire et spongi euse.
La pellicule 36a exerce un effet appréciable en tant que 'barrière à la pénétration de sable ou autre substance . dans le corps du joint et constitue évidemment une barrière 'efficace à l'égard de l'air.- De plus, sur chaque'côté de la base. de 'l'arête du joint, des parties se prolongeant latéralement sont.dirigées vers la surface de l'élément 33 de chaque côté de la rainure 34.
Après que la boîte à noyau est prête pour l'emploi, on peut introduire dans'la cavité de moulage 21 une suspension de sable et de liant à travers les lumières 22. Le joint moulé
36 empêche de manière efficace le soufflage du sable sur les faces coopérantes des unités de moulage. Puisque, la bande . d'étanchéité a été moulée en conformité exacte avec les rainures qui reçoivent la bande, il n'est pas nécessaire d'appliquer une pression positive appréciable pour pouvoir ramener les organes d'étanchéité en engagement d'étanchéité entre les deux éléments du moule. Il suffit seulement d'appliquer une pression de retenue suffisante pour maintenir les sections du moule l'une contre l'autre et empêcher leur séparation par la pression interne.
La bande d'étanchéité est fortement fixée à l'intérieur de la rainure inférieure 2b à cause de son adhérence à l'agent liant, mais
<Desc/Clms Page number 18>
est reçue de manière amovible dansla rainure supérieure 34.
Il est préférable d'utiliser un type de rainure en V renversé dans la moitié supérieure, parce qu'alors la bande moulée résultante est beaucoup plus flexible. En conséquence, l'application de. pressions appréciables incidentes à l'opération de soufflage du noyau, produit la flexion du joint d'étanchéité ainsi qu'une augmentation de pression du joint étanche contre les parois délimitantes des rainures.
Sous ce rapport, le joint devient plus efficace lorsque la pression de soufllage augmente, ce qui naturellement constitue un résultat très désirable.
Avec certains types de noyaux de fonderie, il est désirable de prévoir des moyens additionnels pour produire le passage de gaz à travers le corps du noyau pendant que le métal fondu est versé autour du noyau. On peut également prévoir de tels moyens de passage du gaz selon la méthode de la présente invention ainsi qu'il est évident d'un examen des figures 1 et 5 des dessins. Ainsi qu'on peut le voir de ces deux figures, la section 20 de la boîte à noyau @ peut être munie d'une rainure mi-circulaire 39 s'étendant longitudinalement à chaque extrémité, et la section 33 qui présente des encoches de manière analogue pourra présenter une autre rainure semi-circulaire complémentaire 40 venant en coïncidence avec la rainure 39 lorsque les deux sections viennent en engagement.
Les rainures définissent ainsi une ouverture circulaire pour la réception d'une tige métallique 41, comme il est montré en pointillé dans la figure 1 et en traits pleins dans la figure 5 des dessins, la tige 41 se prolongeant à travers la cavité de moulage et hors des extrémités de la structure de la boîte à noyau. Aux endroits où la rainure 39
<Desc/Clms Page number 19>
et la rainure 38 s'intersectent , il se forme une rainure agrandie 41a, tandis qu'à l'endroit où la. rainure 40 intersecte la rainure 34,il se forme une rainure agrandie 41b, ces rainures étant remplies de la matière d'étanchéité sous un volume compressible, pour embrasser la tige de manière étanche à chaque extrémité sur une section appréciable.
La tige 41 ou une tige similaire est mise en position pendant que le joint d'étanchéité est formé de sorte que la matière élastomère d'étanchéité se vulcanise commodément tout autour, en produisant un joint à recouvrement 'empêchant le soufflage du sable en dehors de la boîte à noyau le long de. la tige. Des portions d'extrémité du jpint 36 sont liées de manière amovible au corps de matière d'étanchéité dans la rainure 41b, ainsi que montré dans la figure 5. Après que le noyau de sable a été soufflé dans la cavité, la tige 41 est retirée de l'intérieur du noyau en laissant un passage se prolongeant longitudinalement à travers le noyau et facilitant le déga- gement des gaz.
Il est important pour les buts de la présente invention que.les rainures 28 et 34 viennent en engagement suffisamment serré l'une avec l'autre. Des moyens simplifiés mais très efficaces pour accomplir ce résultat sont illustrés dans les' figures 7 à 9 des dessins.
Dans la figure .7, les deux sections de moule 20 et 33 sont montrées écartées l'une de l'autre, la section 20 étant munie de sa rainure 28 à section rectangulaire et l'objet étant de prévoir une rainure correspondante dans'la section de moule 33. Dans ce but, la surface de la section de moule 20 de chaque côté de la rainure 28 peut recevoir une légère couche d'une poudre appropriée 41 telle qu'une poudre extra-fine d'oxyde de zinc ou analogue, tandis que la surface de la
<Desc/Clms Page number 20>
section 33 du moule peut être recouverte d'une peinture ou vernis mince noir. Pendant que la peinture 42 est encore humide, les deux sections de moule 20 et j3 sont assemblées l'une à l'autre et retenues ainsi réunies pendant un laps de temps très court.
Lorsque les deux sections de moule sont ensuite séparées l'une de l'autre, toutes les portions de surface qui avaient été en contact d'abutement étaleront de .,la poudre blanche 41 déposée sur la face de la section de moule33, tandis que les surfaces de la face de moule . opposée à la portion libérée telle que la rainure 28 ressortira en noir contre le fond blanc. Ce trait caractéristique est montré dans les figures 8 et 9 des dessins où la section de moule 33 est montrée comme ayant une surface de peinture noire 43 et des particules blanches 44 déposées sur sa surface.
Une partie de la surface qui était opposée à la rainure 28 indiquée par le chiffre 46 dans les dessins est privée de parti'cules ce qui facilite la tâche de l'ouvrier qui doit découper une rainure appropriée, telle que la rainure 34, ,en position exacte.
Dans la figure 10, on a illustré une structure de boîte à noyau de type contourné comprenant une paire de sections coopérantes 48 et 49 de boites à noyau sépar.' s le-long d'une ligne angulaire de séparation 51 qui peuvent être réunies à angle entre elles ainsi que montré, ou bien recourbées. Ainsi que montré, la cavité de moulage 52 se prolonge angulairemen,t en direction verticale. avec ce type de boîte à noyau il a été pratiquement impossible dans le' passé de prévoir un dispositif d'étanchéité efficace, nais le procédé selon la présente invention prévoit un joint étanche très efficace grâce à la bande d'étanchéité homogène
<Desc/Clms Page number 21>
continue 53 qui entoure la cavité de moulage.
Le procédé selon la présente invention se prête très bien à la production de joints pour organes de ce type, sans que des limitations à cette application soient connues.
Dans la figure'11, on a illustré une unité de moulage à trois pièces comprenant une plaque de soufflage 54 à partir de laquelle partent des chevilles de positionnement 56.
-La plaque de soufflage 54 constitue les moyens servant à tenir assemblées une paire'de sections coagissantes 57 de boite 'à noyau -présentant des cavités correspondantes 58 et des rainures respectives 59 qui reçoivent des chevilles de positionnement 56. Selon ce mode de réalisation de l'invention, .une bande d.'étanchéité 61 est prévue dans une rainure appropriée de la section, de moule 57 autour de la cavité 58, et est dentée à ses extrémités afin de recevoir de manière séparable une bande d'étanchéité 62 solidement fixée dans une rainure appropriée prévue dans la plaque de soufflage 54.
, La matière dont cette bande 61 est faite est suffisamment .'..flexible et élastique pour qu'elle vienne en engagement avec la bande de fermeture étanche 62 en assemblage étroit, en formant ainsi une fermeture !étanche efficace.
Le mode de réalisation de 'la présente invention tel que montré dans la figure 12 est particulièrement utile pour boîtes à noyau ayant dès .cavités multiples, chaque cavité ayant des dimensions appréciables, Ainsi que montré, une paire de parois 63 et 64 définissant une cavité, sont chacune mmnie de lumières po se prolongeait depuis leurs cavités internes 67 et 68 respectivement, pour vider
<Desc/Clms Page number 22>
les cavités 68a. Un écr@n perforé 69 est inséré dans chacune das lumières 66 pour retenir les parti- aies de sable tout en permettant une ventilation de l'air de l'intérieur de la structure de moulage.
Suivant ce mode de réalisation de l'invention, les :.,eux sections de moule sont assemblées à leur joint par une double épaisseur, double bande d'étanchéité à nervure o5 qui empêche les fuites entre les cavités adjacentes.
Une fois les bandes d'étanchéité installées dans une - boite à noyau existante, elles dureront indéfiniment. L'expérience a montré qu'à cause de l'efficacité du joint et du fait qu'aucune pression n'est requise pour maintenir le joint, des boîtes à noyau qui n'ont été jusqu'à présent utiles que pendant une période de quelques jours d'emploi continu avant de devoir replaner leurs surfaces, peuvent maintenant être maintenues en service pendant plusieurs mois. Le replacement de la bande d'étanchéité est évidemment tout à fait simple, car il suffit d'enlever la bande existante et de remouler une autre bande dans la même chambre de moulage.
@ Si les facilités pour remouler le joint n'existent pas, il est égalemenc possible de corriger tout défaut existant dans les bandes d'étanchéité en enlevant la partie de la bande qui a été endommagée et enla remplaçant par une matière métallique telle que du métal en poudre dans un liant faisant prise automatiquement ou en déversant un alliage ou métal à bas point de fusion dans l'espace vide, en utilisant les rainures qui se confrontent cornue chambre de moulage.
Un tel joint d'étanchéité est montré dans la figure 13, où une banden non métallique à arête 70 présente une section métallique d'insertion 71. L'alliage ou 'la métal devrait être tel qu'il se dilate légèrement en se solidifiant de telle sorte que le métal se conformera aux parois des rainures
<Desc/Clms Page number 23>
et pressera contre les extrémités adjacentes de la bande flexible d'étanchéité, ces extrémités étant de préférence découpées en biais, s'écartant de la cavité de la boîte à noyau de telle sorte que la pression à l'intérieur de la cavité la poussera contre l'extrémité complémentaire de l'insertion métallique et formera un joint efficace aux lignes de réunion.
Parfois il peut également être désirable .d'avoir une ou plusieurs parties rigides dans le joint formé de la manière qui vient d'être décrite pour assurer 'le centrage ou l'alignement des éléments séparables de moule, puisque le joint flexible est en général trop flexible pour. pouvoir compter sur sa seule présence dans ,ce but. Un, trou de coulée 72 pourra être perforé dans la portion de la rainure pour recevoir les insertions métalliques 71 lorsqu'un alliage à bas point de fusion est versé en place.
Un résultat apparemment unique du joint flexible ' élastiquement flexible selon la présente invention, et ,plus particulièrement du joint tel que moulé in situ, consiste en ce que non seulement le sable est empêché de s'échapper de l'intérieur de la boîte à noyau, mais le sable est même empêché, quelles que soient les irrégularités, de pénétrer dans le joint entre les éléments séparbbles de la boîte à noyau dans lspace compris entre le joint et la cavité de la boîte à noyais... Cela a été rendu évident par la production de -noyaux qui sont réellement absolument sans bavures à la ligne de séparation du moule.
Pour autant qu'on puisse le déterminer maintenant, cela constitue un phénomène de contre-pression ou pression statique développée dans le joint de séparation à
<Desc/Clms Page number 24>
l'intérieur du joint d'étanchéité pendant le soufflage du noyau, résultant de l'emprisonnement de l'air qui s'échappe dans la partie interne du joint eb presse contre la bande élastique d'étanchéité, en la repoussant vers le côté extérieur de la chambre constituée par la rainure du joint d'étanchéité et en développant en même temps une barrière statique de contre-pression. Pendant la pression de soufflage à l'intérieur de la cavité de la boîte à noyau, ''le joint élastique est légèrement soumis à le flexion à cause de la production de la contre-pression statique contre ce joint.
En supprimant la pression de soufflage, l'air de la contre-pression statique retourne apparemment vers la cavité et .essuie la surface du noyau de sablé qui est adjacente à la ligne de séparation pour arrêter de manière efficace toute projection dans la line ou joint de séparation, du sable de la surface contre le noyau. De plus, il a été trouvé 'que les noyaux sont complètement débarrassés de retassements, soufflures, ou endroits de résistance moindre, ,..adjacents à la ligne de séparation. Par conséquent, pour tous buts pratiques, les noyaux produits dans les boîtes à noyau selon la présente invention présentent des surfaces ou pellicules externes parfaites, éliminant toute nécessité de réparations.
Un avantage important résultant du fait d'avoir une rainure 26 assez profonde et large pour la bande spongieuse, consiste en ce que l'onobtient ainsi un corps spongieux compressible de manière élastique de grande section. Par conséquent, même des accumulations appréciables de matières étrangères pour particules,.telles que du sable,
<Desc/Clms Page number 25>
dans la rainure de blocage séparable de la structure ne gênera pas la fermeture convenable des organes séparables qui entourent la cavité puisque le joint cédera localement de manière ample et en se conformant, ce qui permet de compenser les irrégularités qui se présentent.
De ce qui précède, il est apparent que lefprocédé selon .la présente invention fournit des moyens uniques et très efficaces pour empêcher les fuites dans les boites à noyaux et autres structures à cavités, et fournit réellement des moyens étanches efficaces pour de nombreux types de structures de moulage. L'étanchéité d'une boîte à noyau obtenue par le procédé selon la présente invention implique des prix de revient et des frais de maintien de beaucoup inférieurs à.ceux des moyens conventionnels de production des surfaces des boîtes à noyau.
Il est évident que de nombreuses modifications peuvent être apportées au mode de réalisation décrit sans sortir de la portée de l'invention.