Moule de fonderie. lia présente invention est relative, d'une manière générale, aux moules de fonderie et vise plus spécialement la fabrication des moules creux comportant une ou plusieurs ca vités de coulée dont la forme et les dimen sions doivent être les mêmes que celles d'un modèle établi préalablement.
Dans la fabrication, par exemple, de mo dèles en cire ou leur équivalent qui sont des tinés à la confection de moules réfractaires dans lesquels doivent, être coulés des objets répondant exactement à certaines conditions, le maintien de la précision du moule dans le quel on coule le modèle et de l'intégrité du- dit modèle sont d'une importance capitale. C'est ainsi, par exemple, que dans la fabrica tion des aubes ou godets de turbines, les tolé- rances permises sont très faibles et exigent un moulage très précis de ces aubes.
De plus, dans la fabrication d'objets coulés en métaux ou alliages caractérisés par une extrême du reté et qui sont difficiles à usiner ou à meu ler, il importe que l'objet coulé corresponde exactement aux exigences et qu'on puisse éviter ou tout au moins réduire au minimum la nécessité de meuler ou d'usiner l'objet coulé.
Par conséquent., il est de la plus haute importance, dans la coulée de précision et particulièrement dans celle dont il vient d'être question, que le moule conserve en tout temps sa précision, ce qui veut dire que les parties de ce moule doivent toujours s'adap ter exactement les unes aux autres pendant la coulée, qu'elles ne se déforment pas sous l'action de la pression à laquelle elles sont soumises pendant cette opération, qu'elles ne soient. pas exposées à s'user au point que leur précision en soit amoindrie, et que le modèle en cire ou autre objet préparé dans ce moule puisse en être retiré sans être déformé ou sans rien perdre de ses qualités de reproduc tion .fidèle de la cavité du moule.
On connaît déjà un procédé de fabrica tion de moules creux du genre de ceux men tionnés ci-dessus, suivant lequel les parties de moule sont établies en un alliage relativement mou, à faible point de fusion, plus spéciale ment en un alliage d'étain et de bismuth, que l'on coule autour du modèle, avec intercala tion d'un agent de séparation consistant en une membrane en caoutchouc. Les parties de moule sont pourvues de saillies et de cavités correspondantes, venues de fonderie avec elles, pour assurer la coïncidence parfaite des parties de moule, lorsque celles-ci sont assem blées pour former le moule.
Les moules éta blis conformément à ce procédé se sont avérés très efficaces pour la, coulée de modèles en cire ou autres matières analogues, sous des pressions comparativement faibles, mais, après un usage prolongé et par suite de l'usure des saillies et cavités correspondantes qui en résulte, il peut se produire, dans les modèles en cire, des défauts de précision qui sont dus à l'usure et à l'impossibilité d'obte nir une coïncidence exacte des parties consti- tuant le moule. De même, si les parties de moule comparativement tendres ou molles sont pourvues de goujons éjecteurs pour dé gager le modèle en cire qui y est coulé, ces goujons provoquent l'usure du moule, en aug mentant son inexactitude.
En outre, il a été constaté qu'en employant un moule construit conformément à ce procédé, la pression néces saire pour maintenir assemblées les sections de moule pendant la coulée pouvait détermi ner Lin fluage du métal, d'où altération de la configuration de la cavité du moule, ainsi que des proportions volumétriques des mo dèles coulés dans cette cavité. Ceci enlève aux modèles leur exactitude et entraîne un défaut de précision correspondant dans le produit final coulé dans des moules constitués autour du modèle.
La présente invention a. pour objet un moule qui permet de supprimer les difficultés que présente, dans certaines conditions, l'em ploi de moules fabriqués suivant le procédé précité. A cet effet, ce moule, comportant ail moins deux parties, est caractérisé en ce que chacune d'elles #niprend un organe formeur intérieur et un organe de renforcement exté rieur, les organes forme-tirs intérieurs formant une cavité de moulage lorsque les parties de moule sont assemblées et les organes de ren forcement .extérieurs étant en une matière capable de résister à une pression sans se dé former sensiblement, et agencés de manière à supporter seuls, en s'appuyant l'un contre l'autre, toute la. pression exercée lorsque les parties de moule sont. assemblées en vue du moulage.
Chacune des parties de moule se compose, de préférence, d'un organe formeur en ma tière molle, monté dans un organe de renfor cement en matière relativement dure, résis tant à la pression, les organes de renforce ment. pouvant coopérer avec des organes de repérage servant à assurer la. coïncidence par faite des parties de moule, dont l'une au moins est pourvue, de préférence, d'un dis positif éjecteur ,agissant par l'intermédiaire de l'organe formeur de cette section; ce .dispo sitif éjecteur peut être monté dans l'organe de renforcement et guidé par lui, de manière à éviter l'usure préjudiciable de l'organe for meur.
Lorsqu'il est fait usage du moule, les organes de renforcement résistant à la pres sion butent l'un contre l'autre, les parties de moule étant assemblées, leur rôle étant de ré sister à. la pression à laquelle le moule est soumis, afin de maintenir ces parties de moule serrées fortement l'une contre l'autre pendant la. coulée du modèle, de sorte que les organes forineurs, relativement, mous, desdites parties ne subissent pas cette pression et que le fluage du métal de ces organes et, par suite, le défaut de précision de la cavité du moule soient évités.
Le dessin ci-annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution dit moule objet de l'invention.
Fig. 1 est une vue en plan de la partie inférieure du moule.
Fig. 2 est une coupe faite suivant la ligne \?-2 de la fi-. 1 du moule complet.
Fig. 3 est une coupe suivant la ligne<B>3-3</B> de la. fig. 2, et fig. 4 est tune coupe partielle suivant la ligne 4---4 de la fig. 1.
Fig. 5 est une coupe partielle suivant. la ligne 5-5 de la fig. 1.
L'objet. de l'invention représenté est un moule servant à la fabrication de modèles pour objets d'une forme générale rectangu laire, en plan, et de section transversale con- eave-convexe. Ce moule comprend une partie supérieure 5 et une partie inférieure 6.
Pour établir la section 6 du moule, il est prévu tout d'abord un organe de renforcement 7 de forme rectangulaire en plan et d'épaisseur appropriée, de préférence en fonte de fer ou une autre matière de solidité suffisante, dont la face supérieure comporte un évidement rectangulaire d'une profondeur constante, d'une longueur et d'une largeur appropriées à l'organe formeur du moule pour permettre de .l'y loger. L'organe de renforcement 7 est fini par usinage ou de toute autre manière et comporte des douilles de repérage 8.
Après que la. pièce 7 a été usinée et finie, et que les douilles 8 y ont été insérées, on coule dans l'évidement de la pièce 7, autour d'un modèle approprié, un organe formeur 9. Cet organe 9 est coulé en un alliage approprié, tel qu'un. alliage d'étain et de bismuth, lequel. est rela tivement mou et a un point de fusion bas, ou en toute autre matière appropriée. L'alliage précité a la propriété de se dilater lors de sa. solidification, de sorte que l'organe intérieur qu'il forme est solidement adhérent aux parois de l'organe de renforcement 7.
On supposera, à titre d'exemple, que le modèle adopté est, tel qu'il présente, sur la face supérieure exposée de l'organe 9, qui peut être désignée sous le nom de face for- meuse, un certain nombre d'évidements 10, de forme rectangulaire en plan, et de section transversale en forme de croissant, ces évide ments étant reliés par des passages de coulée 11, de section transversale semi-circulaire, qui s'étendent.
dans le sens longitudinal de l'or gane formeur 9, et des passages relativement courts 11a, également de section transversale semi-circulaire, qui s'étendent en travers de l'organe formeur 9 et relient les passages 11 aux extrémités des évidements 10. Lorsqu'on coule l'organe formeur 9 dans la pièce de ren forcement 7, cette dernière est disposée sens dessus dessous et présente, dans ce qui est alors sa paroi supérieure et qui constitue sa paroi inférieure lorsqu'elle occupe sa position normale, un jet de coulée.
Le jet peut être évasé vers l'extérieur de la pièce 7. On chauffe la pièce de renforcement 7 à une tem pérature appropriée et on verse ou injecte dans cette pièce l'alliage fondu, autour du modèle, au-dessus duquel est disposée une membrane en caoutchouc, de la manière dP- erite ci-dessus. Après que l'alliage s'est re froidi et solidifié au degré voulu, on extrait le modèle et on obtient ainsi l'organe formeur 9, coulé et maintenu dans l'évidement de la pièce 7.
Le jet de coulée primitivement mé nagé dans la pièce 7 est rempli avec l'alliage de l'organe 9 et constitue des éléments 12 et 13 qui traversent la paroi de fond 14 de la pièce 7, comme représenté. On remarquera que les parties de la surface de l'organe for- meur 9 qui s'étendent autour des passages et des dépressions formés sur sa face supérieure affleurent avec la surface supérieure de la paroi environnante de la pièce de renforce ment 7, dans un but qui va être décrit main tenant.
L'organe formeur 9 est, en outre, pourvu, sur les côtés des passages 11 et 11a, d'étroits épaulements horizontaux 15 et de surfaces ehanfreinées 16 qui s'élèvent et s'étendent vers l'extérieur à partir des épaulements 15, pour délimiter la ligne de partage correcte de ces passages, comme il apparaîtra plus clairement ci-après.
Après qu'on a. fabriqué la partie de moule inférieure 6 de la manière décrite ci-dessus, on place le modèle dans cette partie infé rieure et on fabrique ensuite la partie dc; moule supérieure 5, laquelle comprend une pièce de renforcement extérieure 17, de pré férence en fonte ou une autre matière de ren forcement. appropriée. On usine et finit la pièce 17 que l'on munit de goujons de repé rage 19, qui, :lorsqu'ils sont correctement placés par rapport aux douilles de repérage 8 assurent, de la manière connue, une coïnci dence parfaite entre les deux parties de moule.
La pièce de renforcement 17 est placée sur la partie -de moule inférieure 6, de ma nière que ces parties coïncident bien l'une avec . l'autre, au-dessus du modèle et du dia phragme en caoutchouc, placé sur ce dernier, qui sont montés dans la partie de moule infé rieure; après quoi l'alliage fondu est versé ou injecté dans un jet de coulée prévu dans la pièce de renforcement. 17. L'organe for- meur 18 est ainsi coulé et maintenu dans l'or gane de renforcement 17 et son jet de coulée est rempli avec l'alliage de la partie supé rieure 18 du moule comme représenté en 20 et 21.
Après avoir établi de la manière décrite la partie de moule inférieure 7, on en perce la face inférieure pour ménager un certain nombre de trous 23, de l'extrémité supérieure desquels part un trou concentrique 24, de diamètre réduit, débouchant dans un trou coaxial 25 qui s'étend à travers l'organe for- meur 9, au milieu de la largeur d'un des pas- sages 11 ou 11a de cet organe. La partie su périeure du trou 25 est évasée par fraisage. de manière à présenter un siège tronconique renversé<I>25a,</I> dans lequel est logée la tête 26, de forme correspondante d'une cheville ou goujon éjecteur 27, monté de manière à pou voir coulisser dans le trou 24.
Ce goujon 27 s'étend au-delà de la face inférieure de la paroi 14 de l'organe de renforcement 7 et il est sollicité de haut en bas par un ressort de compression 28 entourant ledit goujon 27 à l'intérieur du trou 23 et pressé entre le fond de ce trou et une rondelle 29 montée sur ledh goujon et empêchée de descendre le long de ce dernier par une goupille 30 traversant le goujon 27. Le ressort 28 maintient normale ment la tête 26 du -goujon 27 contre le siège 25a, de manière à former avec celui-ci un joint étanche.
Lorsqu'il est fait -usage du moule, les extrémités saillantes des goujons 27 sIenga- gent dans des logements 31 ménagés dans -une plaque de garde 33 amovible, en acier, dis posée contre la face inférieure 14 de la sec tion de moule 6.
Dans la disposition qui est représentée aux fig. 2 et 3, l'organe formeur 18 de la section de moule supérieure présente des saillies arrondies 34 correspondant aux évidements 10 de l'organe formeur 9 et constituent avec ceux-ci les parois des cavités de moulage, de section transversale concave-convexe, dont les bords supérieurs sont dans le plan de la face supérieure de la paroi périphérique de la pièce de renforcement 7 de la section infé rieure de moule 6.
L'organe formeur 18 de la section supérieure de moule est pourvu, en outre, de passages longitudinaux 35 et de pas sages transversaux relativement. courts 36 destinés à compléter les passages 11 et 11a, respectivement, de l'organe formeur 9, et comporte des nervures en saillie vers le bas 38 qui délimitent en partie les passages 35 et 36 et qui viennent reposer sur les épaule ments 15 et 16 de l'organe formeur 9, en éta blissant ainsi une ligne de partage le long de l'axe des passages circulaires constitués par les passages 11 et 11a,. et 35 et 36.
Les parties du moule sont. pourvues de jets de coulée appropriés permettant d'in jecter dans les cavités de moule de la cire ou autre matière appropriée destinée à produire le modèle désiré. Ces jets peuvent être établis de toute manière appropriée, bien qu'il con vienne de les ménager dans une plaque d'acier 40 que l'on fixe. au moyen d'une vis 41 par exemple, à. la section inférieure de moule 6; l'organe 7 présente une encoche 42, dans la quelle s'adapte étroitement la partie infé rieure de la plaque 40 et l'organe de renfor cement 17 de la. section de moule supérieure présente une encoche dans laquelle s'adapte étroitement la partie supérieure de la plaque 40.
Les deux parties de moule étant. ainsi maintenues assemblées, de manière à coïnci der exactement, on perce l'ensemble de la plaque 40 et des deux parties du moule, de manière à former dans la plaque 40 une em bouchure de jet 44 évasée vers l'extérieur, et un conduit 43 qui est. concentrique à, l'em bouchure 44 s'étend à travers les deux sec tions de moule et débouche dans la partie su périeure du passage 11.
Les deux parties du moule, lorsqu'elles sont, assemblées de manière à eoïncidér par faitement l'une avec l'autre, constituent entre elles les cavités de moule qui comprennent les passages débouchant dans les cavités cor respondant aux objets à produire. Lorsqu'il est fait usage du moule, les diverses parties sont tenues ensemble, sous une pression con- venable, d'une manière connue. La cire est injectée dans la cavité du .moule au moyen d'un injecteur ou pistolet pourvu d'une lance ou tuyère qui s'adapte étroitement, dans le jet de coulée 44.
La pression à laquelle sont sou mises les deux parties du moule dépend dans une large mesure de la température d'injec tion et de la pression de la cire et peut, dans certains cas, être considérable. Cette pression, si elle s'exerçait sur l'alliage d'étain et de bismuth des organes formeurs des sections de moule, provoquerait, à l'usage répété du moule, un fluage du métal des parties de moule, d'où un manque de précision dans la cavité de moule, ce qui rendrait le moule inapte à une coulée de précision.
On remar quera que les parties de moule, lorsqu'elles sont assemblées, se rejoignent à francs bords, et sont très exactement appliquées l'une sur l'autre, de sorte que la pression à. laquelle elles sont soumises en vue de leur asserriblage permanent est, supportée par leurs organes extérieurs de renforcement en fonte, lesquels sont relativement. durs et de résistance méca nique relativement grande et sont parfaite ment capables de résister à la pression à la quelle ils sont soumis.
Ceci soulage .les organes formeurs 9 et 18 des parties de moule de toute pression préjudiciable qui tendrait à provoquer un fluage de leur métal, qui se traduirait par un manque de précision dans la cavité du moule.
Après, que le modèle en cire a été coulé dans le moule de la manière décrite, on libère le moule des organes de maintien, on enlève la partie supérieure 5 de ce moule et, après enlèvement de la plaque de garde 33, on élève simultanément les goujons éjecteurs à travers la partie de moule inférieure, par des moyens appropriés prévus à cet effet, ce qui soulève le modèle en cire hors de cette partie de moule et permet de le retirer facilement sans risque de le déformer ou de .l'endommager. Le modèle ainsi obtenu est utilisé pour éta blir, selon les procédés connus, un moule en matière réfractaire, dont la cavité sera exac tement conforme au modèle en cire. On uti lise ensuite ce moule en matière réfractaire pour y couler l'objet que l'on désire fabriquer.
Il est à remarquer que le moule décrit cct représenté ici est destiné à établir un modèle permettant de couler cinq objets correspon dant aux cavités de moule délimitées par les évidements 10 de l'organe formeur 9 et les saillies correspondantes 34 de l'organe for- meur 18. Les objets sont donc coulés en grappe et, une fois coulés, sont reliés ensem.- blé par les éléments correspondants aux con duits constitués par les cavités semi-circu laires 11, 11a, 35 et 36 des parties de moule; on coupe ces éléments intermédiaires et on ébarbe les objets d'une manière connue.
Les goujons éjecteurs sont montés dans l'organe de renforcement 7 de la partie de moule inférieure 6 et sont guidés par cet organe, en sorte que leur fonctionnement n'entraîne aucune usure préjudiciable de l'organe formeur 9.
De même, les goujons et douilles de repé rage des parties de moule sont portés par les organes de renforcement de ces dernières, qui ne subissent pas d'usure appréciable, de sorte que .les organes formeurs du moule ne sont soumis à aucune usure par les organes de repérage, ce qui évite le manque de pré cision qu'une telle usure pourrait provoquer.
De plus, du fait qu'on munit les parties de moule d'organes de renforcement, la quantité d'alliage ou autre matière utilisée pour éta blir les éléments formeurs des parties de moule est bien moindre que si lesdites parties étaient entièrement faites de cet alliage, ce qui permet de réaliser une économie sensible d'ahliage ou autre matière dans l'établissement des organes de moulage proprement dits.
Le moule selon l'invention, décrit à titre d'exemple, comporte deux parties, mais il est évident qu'il pourrait comporter autant de parties que les circonstances peuvent l'exi ger. De même, la forme particulière du moule ainsi que celle de la cavité de moule peuvent varier dans de larges limites; elles dépen dront de l'objet à fabriquer et des facteurs qui s'y rapportent, comme le comprendront aisément les hommes du métier, et bien. qu'on ait décrit les organes formeurs des parties de moule comme étant établis en un alliage d'étain et de bismuth, et les organes de ren forcement desdites parties de moule comme étant en fonte, il est évident qu'on pourra utiliser toutes autres matières appropriées.