machine à couler. Cette invention se rapporte aux machines à couler pour faire des pièces fondues con nues sous le nom de "pièces coulées à la matrice".
Suivant l'invention, la machine à couler comporte un réceptacle pour la matière à couler, dans lequel- plonge une tubulure dé bouchant immédiatement au-dessus de la sur face de cette matière et disposée de façon à ne pouvoir venir en contact avec les parois du réceptacle pour ne pas refroidir la matière à couler contenue dans la tubulure par con- duction de chaleur à travers lesdites parois, une matrice étant établie pour recevoir direc tement de la tubulure la matière à couler et un dispositif étant prévu pour refouler cette matière par la tubulure dans la matrice.
Une forme d'exécution de l'objet de l'in vention est représentée à titre d'exemple dans le dessin annexé, dans lequel La fig. 1 est une élévation latérale de la machine complète montrant les deux sec tions de la matrice séparées; La fig. 2 est une coupe longitudinale de la machine, mais avec les éléments ou sec- tions de la machine rapprochés en position pour la coulée; La fig. 3 est une coupe horizontale de la machine faite suivant la ligne 3-3 de la <B><I>fi g.</I></B> 2 ; La fig. 4 est une coupe de la machine faite suivant la ligne 4-4 de la fig. 2;
La fig. 5 est une coupe faite suivant la ligne 5-5 de la fig. 3; La fig. 6 est une vue en plan d'un mé canisme de commande, avec des pièces en coupe horizontale; La fi g. 7 est une vue au bout du méca nisme de commande, avec des pièces en coupe verticale; La fig. 8 est une vue latérale du méca nisme de commande avec le levier d'action- nement en coupe verticale; La fig. 9 est une coupe de la matrice. Dans le dessin, 1 désigne un foyer monté de la manière usuelle, dans lequel est dis posé un creuset 2 où le métal est chauffé préalablement pour la coulée.
Un cylindre vertical 6 disposé dans le creuset 2 et en touré par le métal fondu -est -supporté par une traverse 7 portée par le foyer 1 (fig.5). Un conduit 8 partant du fond du cylindre 6 se termine dans une tubulure verticale 9 (fig. 2) par laquelle le métal fondu est amené à la matrice. La tubulure 9 est située immé diatement au-dessus du bord du creuset 2, de façon à participer à la chaleur du creuset et du métal fondu qu'il contient et à ne pou voir entrer en contact avec les parois du creuset afin d'éviter que le métal fondu con tenu dans la tubulure se refroidisse par conduction à travers les parois du creuset.
Le conduit et la tubulure sont maintenus rigidement en place par une traverse (non montrée) semblable à la traverse 7. ,Le cy lindre 6 est alimenté de métal fondu venant du fond du creuset 2, oii le métal est le plus pur, par des conduits 10 ménagés dans les parois du cylindre 6 et s'étendant du fond du cylindre à un point situé près du haut du cylindre puis se terminant dans les lumières 11 dans les parois intérieures du cylindre. Un piston 12 fonctionne dans le cylindre 6 pour refouler le métal du cylindre 6, par le conduit 8 et la tubulure 9, dans la matrice.
Le piston 12 est relié par sa tige de piston 13 et un raccord 14 à une tige de piston 15 actionnée par lin piston de com mande 16 dans un cylindre 17 situé au-dessus du cylindre 6. Le cylindre 17 et son piston 16, conjointement avec le piston 12, sont supportés par un sommier transversal 18. Celui-ci est supporté par des tiges verticales 19 qui reposent sur le haut du foyer 1 et y sont fixées. Des crémaillères 20 pratiquées dans les tiges verticales<B>19</B> engrènent avec des roues dentées 21 fixées à un arbre 22 monté pouf tourner le sommier transversal 18. Une manivelle 23 est fixée à l'extrémité de l'arbre 22.
La manivelle 23, l'arbre 22, les roues dentées 21 et les crémaillères 20 foul-- nissent un moyen pour élever le cylindre 17 avec soit piston 16 et le piston 12, de façon à pouvoir écarter du cylindre 5 le piston 12 quand la machine n'est pas en marche, en empêchant ainsi le piston 12 de se refroidir dans son cylindre. De la vapeur est admise d'un tuyau distributeur de vapeur 25 au cy lindre 17, par ni) tiroir tournant 24. Ce der nier règle également l'échappement et est commandé par un prolongement 26 qui tourne. La vapeur s'échappe par le tuyau 96.
La matrice se compose de deux sections relativement mobiles 27 et 28. Chaque sec tion de la matrice présente dans son bord inférieur un évidement 29 situé de façon que, quand les sections de matrice 27 et 28 sont rapprochées dans la position pour la coulée, l'évidement 29 s'ajuste sur la tubu lure 9. De l'évidement 29 part une lumière 30 (fig. 9) qui consiste en une rainure dans la surface de chaque section de matrice. La lumière 30 est à l'alignement de l'ouverture de la tubulure 9 et forme un moyen pour l'admission du métal fondu dans la matrice.
La lumière 30 est à dessin rendue très courte de façon à offrir au métal peu d'oc casion de se refroidir avant d'atteindre la matrice et à ne donner ainsi que peu ou point l'occasion pour l'emmagasinage de l'air qui, s'il était permis, produirait des pièces défectueuses. On notera que, la tubulure 9 se trouvant immédiatement au-dessus de la sur face du métal dans le creuset 2, la lumière 30 étant très courte et le métal étant coulé sous une pression qui est maintenue jusqu'à ce que le métal contenu dans la matrice durcisse, la pièce coulée ne comporte qu'un jet très court d*autant plus que le métal dans la tubulure 9 ne durcit pas, étant maintenu chaud par la chaleur de la tubu lure.
La lumière 30 s'ouvre lorsque l'on ouvre les sections 27 et 28 de la matrice en per mettant d'enlever la pièce coulée sans la nécessité de couper le jet. Celui-ci peut être enlevé de la pièce coulée dès que celle-ci est retirée de la matrice.
Le dispositif pour supporter les sections de matrice et les mouvoir l'une relativement à l'autre et à la tubulure 9 est établi comme suit : Un châssis 31 est venu de fonte avec la plaque supérieure du foyer 1 et est sup portée par celui-ci. Le châssis 31 se termine en deux tiges<B>32</B> sur chacune desquelles est monté à coulisse un coussinet de position réglable 33. Chaque coussinet est fendu et serré en position par un boulon; il constitue un logement pour des tourillons 34 qui font saillie sur une nervure de renforcement 35 d'un cylindre 36.
Les coussinets réglables forment un dispositif de réglage par lequel l'ensemble du mécanisme supportant la ma trice peut être rapproché ou écarté de la tu bulure 9, afin de recevoir des matrices de dimensions différentes. Les tourillons 34 for ment des pivots sur lesquels l'ensemble du dispositif supportant la matrice se meut quand il est en fonctionnement. Un châssis 37 est solidaire du cylindre 36 et il y est fixé quatre tiges 38 par des écrous 39 qui fournissent un dispositif supplémentaire pour ajuster la matrice relativement à la tubulure 9. Ces tiges 38, quand elles sont réglées pour permettre l'alignement voulu de la ma trice et de la tubulure, sont maintenues en position par les écrous 39.
A l'extrémité extérieure des tiges 38 est fixée une tête de matrice 40 qui sert à maintenir les tiges dans la position relative voulue et qui sup porte également la section de matrice 27 qui y est fixée.
Un porte-matrice 41 pour la section de matrice 28 est monté à coulisse sur les tiges 38 au moyen de coussinets 42. Ce porte- matrice se compose des quatre coussinets 42 et d'une plaque de connexion 43. A celle-ci sont fixées deux plaques 44 auxquelles la section de matrice 28 est fixée. Deux barres 45 s'étendant verticalement dans les coussi nets 42 sont reliées à la partie supérieure par une traverse 46. Celle-ci est reliée au porte-matrice 41 par une vis de réglage 47 qui s'engage-dans une console 48 solidaire de la plaque 43 et en faisant partie. La vis 47 forme un moyen pour régler la tête de matrice 40 verticalement par rapport à la tubulure 9 pour s'accommoder à des matrices de diverses dimensions.
A l'extrémité infé rieure des barres 45 se trouve un arbre 49 qui porte des galets 50. Ces galets fonction nent dans des mortaises-guides inclinées 51 du châssis 31. Ces galets appuyant sur la surface inférieure des glissières inclinées 51 constituent un dispositif pour faire osciller le dispositif porte-matrice sur les tourillons 34, en vue de mettre la matrice en contact et hors de contact avec la tubulure 9 et aider également les tourillons à supporter le poids du dispositif porte-matrice quand il est hors de contact avec la tubulure.
Les galets 50 accomplissent également une fonce tion de serrage et, quand les sections de ma trice 27 et 28 sont rapprochées et en con tact avec la tubulure 9, en appuyant sur la surface supérieure des glissières 51, serrent solidement la matrice contre la tubulure 9, de façon que le métal fondu qui se trouve sous pression ne puisse pas jaillir et blesser l'ouvrier ni s'échapper et retourner dans le creuset mais soit refoulé dans la matrice. Cette fonction de serrage est une des plus importantes fonctions des galets 50 et des glissières 51. La force de l'action de serrage peut être réglée ou ajustée au moyen de la vis 47 décrite ci-après.
Aux porte-matrices 41 sont reliées quatre bielles 52, deux de chaque côté de la ma chine, lesquelles sont également reliées à quatre manivelles 53. Ces manivelles sont fixées à des arbres oscillants 54 et 55. A l'arbre oscillant 55 est fixé un secteur denté 56 qui engrène avec une crémaillère 57 pra tiquée dans une tige de piston 58 qui relie deux pistons 59 et 60 fonctionnant dans le cylindre 36. Les manivelles 53 sont reliées par des bielles 61. La course descendante des pistons 59 et 60 (fig. 2) fait tourner l'arbre oscillant 55 au moyen de la crémail lère 57 et du secteur 56.
L'arbre oscillant fait tourner les manivelles 53 en élevant ainsi les bielles 52, ce qui fait glisser le porte- matrice 41 le long des tiges 38, en écartant la section de matrice 28 de la section 27.
Le plus léger mouvement du porte-matrice 41 amène les galets 50 à écarter la matrice de la tubulure et en même temps à s'élever sur la glissière inclinée 51 en faisant ainsi osciller le dispositif porte-matrice sur les tourillons 34, ce qui amène la section de matrice 27 à s'élever et à s'écarter de la tubulure 9 au même moment que la section de matrice 28 s'écarte de la section 27. La pièce coulée qui est entraînée avec la section de matrice 28 est expulsée au moyen d'é- jecteurs 62 fixés à une plaque 62a portée par des tiges 63 traversant la plaque 43 du porte-matrice 41; ces tiges 63, lors du mou vement rétrograde du support 41 frappent contre une plaque 64 fixée au châssis 37.
De la vapeur est admise au double cylindre 36 par des tiroirs rotatifs 65 et 66 en venant d'un tuyau d'admission de vapeur 67. Les tiroirs 65 et 66 règlent également l'échappe ment du double cylindre 96 par un tuyau d'échappement 68. La portion du tuyau d'é chappement 68 située entre les tiroirs 65 et 66 est fixée à ceux-ci et forme un dispositif pour les actionner.
Les pièces actives de la machine sont actionnées par un dispositif de commande qui est établi comme suit : Un bras 69 (fig. 3), à l'extrémité duquel est fixé un sec teur 70, s'étend depuis le châssis 37 et y est fixé. Un arbre oscillant supérieur et un inférieur 71 et 72 pivotent dans le secteur 70 (fig. 6, 7 et 8). Un collier 73 emboîte les extrémités en regard des arbres oscillants 71 et 72 et il y est articulé un levier de ma- nceuvre 74 au moyen d'une cheville 75. Le collier 73 tournant librement autour des ar bres oscillants 71 et 72 permet au levier 74 de se mouvoir horizontalement, tandis que la cheville 75 permet au levier 74 de se mou voir verticalement.
A l'extrémité inférieure de l'arbre oscillant supérieur 71 est fixé un levier court 76 à l'extrémité extérieure du quel se trouve un tenon 77 qui peut s'en gager dans un trou 78 du levier d'actionne- ment 74. A l'extrémité supérieure de l'arbre oscillant supérieur 71 est fixé un autre levier 79 qui est relié par une bielle courte 80 à un levier court 81. Celui-ci est fixé au tuyau 68 dont le mouvement actionne les tiroirs 65 et 66. A l'extrémité supérieure de l'arbre oscillant inférieur 72 est fixé un levier court 82 à l'extrémité duquel se trouve un tenon 83 qui peut également s'engager dans le trou 78 du levier de commande 74.
A l'extrémité inférieure de l'arbre oscillant inférieur 72 est fixé un levier court 84 (fig. 1 et 3), qui est relié par une bielle 85 à un levier court 86. Ce dernier est fixé à un arbre 87 qui est supporté par un coussinet sur un bras 88 et par un coussinet sur la tige verticale 19. L'autre extrémité du bras 88 est fixée à la nervure 35 du cylindre 36. Un -levier court 89 fixé à l'extrémité de l'arbre 87 actionne, par une bielle 89a, un levier 90 (fig. 5) fixé au tuyau 26. Le mouvement de ce tuyau 26 actionne le tiroir 24. Une languette 91 dans le secteur 70 forme deux glissières pour le levier d'actionnement 74.
Le fonctionnement de la machine est le suivant: En supposant que la machine se trouve dans la position montrée dans la fig. 1, le levier de commande 74 qui est relié au levier 76 par l'engagement du tenon 77 dans le trou 78, est amené à l'extrémité de la glissière supérieure formée par la languette 91. Ceci provoque un mouvement de l'arbre 71 qui est transmis par le levier 79, la bielle 80 et le levier 81 au dispositif de commande de tiroir 68. Le mouvement du tuyau de commande de tiroir 68 provoque l'admission de la vapeur â la partie inférieure du cylin dre 36 depuis le tuyau distributeur de va peur 67 par la portion d'admission du tiroir tournant 66.
En même temps, la portion à échappement du tiroir tournant 65 s'ouvre en permettant à la vapeur se trouvant dans la partie supérieure du double cylindre 36 de s'échapper par le tuyau d'échappement 68. Ceci fait monter les pistons 59 et 60. Le mouvement ascendant des pistons avec la tige de piston de connexion 58, par la cré maillère 57 et le secteur denté 56, fait osciller l'arbre oscillant 55. La rotation de Parbre oscillant 55 fait tourner les manivelles infé rieures 53 et les manivelles supérieures 53, en déplaçant ainsi le porte-matrice 41 sur les tiges 38 au moyen des bielles 52.
Le mouvement du porte-matrice sur les tiges 38 amène la section de matrice 28 à se refer mer sur la section de matrice 27 et en même temps fait descendre les galets 50 dans la mortaise-guide inclinée 51, en faisant ainsi osciller de haut en bas le dispositif porte- matrice sur les tourillons 34 jusqu'à ce que les sections de matrice 27 et 28 soient rap prochées exactement et que l'évidement 29 de la matrice s'ajuste sur la tubulure 9 dans une position telle que la lumière 30 coïncide avec l'ouverture de la tubulure 9.
La poussée finale des bielles de connexion 52 amène la portion du poids du dispositif porte-matrice porté jusqu'ici par la surface inférieure de la mortaise inclinée 51 au moyen des galets 50 à venir vers la tubulure 9 faisant en même temps appuyer les galets 50 solidement contre la surface supérieure de la mortaise-guide 51., Le poids du dispositif porte-matrice se porte maintenant sur la tubulure 9 et la pression des galets 50 contre la surface supérieure de la glissière inclinée 51 serre la matrice fer mement contre la tubulure 9, de sorte que, pendant l'opération de la coulée, le métal fondu ne peut pas s'échapper entre la tubu lure et la matrice, en détériorant ainsi la pièce coulée et blessant l'ouvrier.
La matrice étant fermée et en position pour la, coulée, on fait descendre le levier de commande 74 verticalement au-delà de l'ex trémité de la languette 91, dégageant ainsi le tenon 77 du levier 76 du trou 78 et fai sant engager dans le trou 78 le tenon 83 du levier 82. On meut ensuite le levier de com mande horizontalement le long de la glissière inférieure formée par la languette 91 en faisant ainsi osciller l'arbre 72. Celui-ci trans met son mouvement de rotation à l'arbre 87 par le levier 84, la bielle 85 et le levier 86. La mise en rotation de l'arbre 87 au moyen du levier 89, de la bielle 891, et du levier 90 actionne le dispositif de commande de tiroir 26.
Le mouvement de ce dispositif 26 fait entrer la vapeur du tuyau distributeur de vapeur 25 dans la partie supérieure du cylindre 17 par la lumière d'admission du tiroir tournant supérieur 24, en permettant en même temps à la vapeur de s'échapper par la lumière. d'échappement du tiroir tour nant inférieur 24.-Le piston d'actionitement 16 descend en faisant descendre le plongeur 12 dans le cylindre 6 contenant du métal, fermant les lumières 11 du cylindre 6 et re- foulant le métal fondu dans le conduit- $, la tubulure 9 et la lumière 30 jusque dans la matrice. La pression exercée par la vapeur dans le cylindre 17 maintient le métal fondu dans la matrice et l'empêche de sortir de la matrice avant que la pièce entière soit for mée.
Pendant cette opération de la coulée, la matrice a été solidement enclenchée par la pression de la vapeur sur le piston infé rieur 60 par la disposition à levier brisé des manivelles 53 et des bielles 52; comme on le voit clairement dans la fig. 2.
Quand la pièce coulée a durci, le levier de commande est renversé dans la glissière inférieure du secteur 70 en faisant revenir le dispositif de commande de tiroir 26 à sa position initiale, renversant ainsi le fonction nement du piston 16 dans le cylindre 17, faisant monter le piston 12 dans le cylindre 6 de refoulement du métal.
Ceci fait cesser toute la pression s'exerçant sur le métal dans le cylindre 6, le conduit 8 et la tubu lure 9 et démasque les lumières 11 dans la paroi du cylindre 6 permettant à une Dou- velle provision de métal d'entrer dans le cy lindre en venant du fond du creuset 2 par les conduits 10. Aussitôt que le levier d'ac- tionnement a atteint l'extrémité de la glis sière, il est élevé verticalement pour dégager le tenon 83 du levier 82 et engager le tenon 77 du levier 76.
On meut ensuite le levier de commande 74 horizontalement le long de la glissière supérieure du secteur 70, ame nant le dispositif de commande de tiroir 68 à ouvrir la lumière d'échappement du tiroir tournant 66 et la lumière d'admission du ti roir tournant 65. Ceci fait descendre les pis tons 59 et 60, en amenant ainsi le dispositif de serrage à se dégager. Le porte-matrice 41 recule sur les tiges 38 en même temps que les galets 50 s'élèvent le long de la glissière inclinée 51 amenant la section de matrice 28 à s'écarter de la section 27 et en même temps faisant osciller sur les tourillons 34 le dispositif porte-matrice, en élevant la section de matrice 27 et l'écartant de la tubulure 9.
Le mouvement rétrograde du porte-matrice 41 amène les tiges 63 à heurter contre 1a pla- que 64, amenant ainsi les éjecteurs 62 à expulser de la section de matrice 28 la pièce coulée. La machine est alors prête pour une autre opération.
Le dispositif de commande est également un dispositif de sûreté, puisque l'opération de la coulée ne peut avoir lieu jusqu'à ce que la matrice ait été enclenchée solidement en position au moyeu des leviers brisés for més par les manivelles 53 et les bielles 52 de même que de l'effet de serrage des galets 50 contre la surface supérieure de la mortaise- guide 51, qui sont tous maintenus solidement en position par la pression de la vapeur dans la partie inférieure du cylindre 36.
Si l'ou vrier, après avoir mis la matrice en position pour la coulée, venait par inadvertance à faire rétrograder le levier de commande 74 le long de la glissière supérieure au secteur <I>"10,</I> il n'en résulterait aucun mal, la matrice s'ouvrirait simplement et s'écarterait de la tubulure. Le métal fondu ne peut pas être refoulé dans la matrice jusqu'à ce que le levier d'actionnement soit dégagé des leviers qui contrôlent les mouvements de la matrice et que celle-ci soit enclenchée en position pour la coulée.
D'autre part, si l'ouvrier, après avoir fait cesser la pression dans le cylindre de refoulement du métal 6, faisait rétrograder par inadvertance le levier d'ac- tionnement sur la glissière inférieure du sec teur 70 au lieu de l'élever sur la glissière supérieure, le résultat serait que la pression serait réappliquée au métal dans le cylindre 6 de refoulement du métal. Le métal fondu ne peut pas s'échapper ni ne peut produire aucun mal, car les sections de matrice sont enclenchées solidement entre elles et la ma trice fermement serrée contre la tubulure 9.
La machine à mouler décrite est une ma chine simple et robuste accomplissant les opérations en toute sécurité, sans à coup et rapidement avec un minimum de surveillance. La vitesse de son fonctionnement n'est limitée que par la vitesse de refroidissement du métal. Cette machine présente en particulier les avantages suivants : de pourvoir au refou- lement du métal fondu dans les moules sous pression avec la majeure partie ou la totalité des pièces actives actionnées par le fluide sous pression; de pourvoir à l'opération à grande vitesse avec sécurité pour l'ouvrier;
d'obvier à la nécessité de couper le jet pen dant que la pièce coulée se trouve dans le moule; de réduire au minimum la longueur du col entre la tubulure de coulée et l'inté rieur de la matrice, de façon à réduire au minimum la quantité d'air à expulser de la matrice, en diminuant ainsi la possibilité de soufflures dans la pièce coulée et augmentant ainsi la qualité de celle-ci.