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"Procédé et dispositif pour la confection de moules".
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." ",,<'r.:, ede 09 de brevet déposée en Allemagne le 30 septembre 1926. 7!\\ ;:?I? M'f
Le procède courant employé jusqu'à présent pour la fabrication de cylindres, rouleaux et autres pièces en fonte, nécessitait des co- .quilles pleines, coulées en fer, massives et homogènes. La confec- tion de ces coquilles est généralement connue. Ces coquilles sont faites d'une fonte d'assez bonne qualité et leur forme doit répondre à celle de la pièce à couler, ce qui nécessite un parachèvement par- tiel de différentes parties et par conséquent occasionne des frais assez importants.
La présente invention a pour but la confection d'un moule muni d'un revêtement intérieur de déchets métalliques quelconques, tour- nures ou limailles de fer et particulièrement de fragments de fonte blanche, tels que copeaux de tours, de raboteuses, de scies, etc..
A cet effet, les fragments métalliques sont'mélangés avec un liant quelconque, la masse ainsi constituée subit ensuite une compression, un damage ou un estampage destiné à lui donner la forme nécessaire; les parties extérieures du moule ainsi obtenu sont munies d'un dis- positif spécial qui constitue un soutien pour la.masse de fragments
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métalliques et une armature suffisamment résistante pour mouvoir sup- porter les transports et manutentions quelconques.
La confection de ces moules se fait à un prix extrêmement favo- rable,parce que la partie principale en est constituée par des déchets.
Les figures 1 - 7 montrant par quelques exemples le procédé et le dispositif y relatif.
Fig. 1 montre la section d'un rioule destiné à la coulée de corps lisses, ronds ou polygonaux¯
Fig.2 est la section d'un moule pour cylindres calibrés.
Fig.3 montre un moule pour cylindres calibrés, ce moule étant composé de plusieurs anneaux calibrés.
Fig.4 représente un'moule se composant de plusieurs segments.
Fig.5 est une vue en plan de la fig.4.
Fig.6 montre l'élévation latérale d'un dispositif pour l'estam- page des moules.
Fig.7 est une section de fig.6 suivant la ligne 7-7.
Dans fig.l, !!:. représente les parties extérieures du moule et b la masse comprimée des fragments métalliques. Les parties b sont ren- dues solidaires des parties a par différents modes de fixation c en . forme de trous, chevilles, tenons et mortaises en forme de queue d'aronde ou d'autres moyens d'assemblages analogues. Le moule est construit de telle manière que les parties extérieures a enveloppent un noyau intérieur al (en pointillé sur fig.1), l'espace libre étant rempli de fragments métalliques b auxquels on ajoute un liant, par exemple du chlorure d'ammonium avec de l'eau, le tout bien mélangé et bien pressé.
Après avoir enlevé le noyau, le moule est abandonné un certain temps au séchage, soit par l'air, soit par tout autre moyen; le moule est ensuite noirci et chauffé suivant la méthode habituelle.
Les moules demi-circulaires et les moules calibrés suivant fig.2 & 3 sont confectionnés de la même façon. Le refoulement ne se fait cependant pas autour d'un noyau construit spécialement, mais plutôt à l'aide d'un pilon ou d'un rouleau profilé d, fig.6-7, qui peut pi- voter autour d'un centre .fixe e, la masse de fraoments' métalliques étant maintenue dans la forme demandée par des guides latéraux f amo- vibles et réglables, qui peuvent être profiles suivant la forme à ré-
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aliser. De cette façon.on. obtient pour le moule une @ lution parfaite et répondant exactement aux dimensions voulues. Au lieu d'imprimer le mouvement de rotation mentionné ci-dessus au pi- lon, ce mouvement peut évidemment être transmis au moule même.
La disposition de fixation appliquée aux fig.2 & 3 consiste.dans des encoches qui sont pratiquées dans la partie extérieure du,moule a et des saillies c en forme de chevilles qui sont formées par là masse des fragments métalliques aux parties b du moule et qui possè- dent une résistance telle,qu'elles s'arrachent au moment de la dila- tation ou du retrait de la pièce coulée, en sorte que ces mouvements peuvent ensuite se faire sans trouver aucune résistance. Lorsque des chevilles spéciales c1, analogues à celles représentées à la fig.3, sur. l'anneau du milieu, sont employées dans un moule suivant fig.2,.. celles-ci doivent également remplir la condition essentielle de n'op- poser aucune résistance à ces mouvements de la pièce coulée.
Elles 'peuvent être constituées par la masse des fragments métalliques mê- me, par un métal mou comme le zinc, l'antimoine, l'aluminium etc.. par un alliage des métaux précités ou d'autres métaux mous, ou encore par d'autres substances appropriées quelconques. Maisdans tous.les cas, les chevilles c1 doivent, dès que se manifeste la dilatation ou le retrait, s'arracher dans la section qui correspond aux surfaces de contact de l'anneau b et de la partie a du moule qui le supporte.
Fig.3 montre, dans la partie inférieure du moule, un anneau avec tuyau de refroidissement qui a pour but d'intensifier le degré de dureté de la partie adjacente de la pièce à couler ; ceci pour cer- tains cas spéciaux. Afin de réaliser une économie sur la-coquille .extérieure a, on y adapte, suivant l'invention, une partie intérieu- re a2, qui présente les moyens de fixation nécessaires pour les an- neaux de fragments métalliques, et qui vient se loger dans la coquil- le extérieure, voir fig.2 (côté droit) et fig.3 (à l'anneau supérieur, côté droit'). Le moule comprend donc une coquille résistante exté- rieure a et une coquille intérieure plus mince a2. Il ne faut pas que la coquille extérieure a soit partagée en deux dans le sens longitudinal.
La partie intérieure a2 est toujours adaptée à la for- me de la coquille extérieure. Pour des cylindres calibrés- de formes
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spéciales, on ne doit donc remplacer que la partie interieure a2, alors que la même coquille principale a peut servir pour la confec- tion d'un grand nombre de cylindres. Cette coquille extérieure a reste plus résistante, elle n'est exposée à aucune usure et c'est uniquement la partie intérieure a2, c'est-à-dire la partie qui vient en contact avec le métal liquide, qui doit être remplacée après usu- re. Il est évident que cette partie intérieure a2 peut être formée- de plusieurs pièces, pour le cas où cela-deviendrait nécessaire.
Le moule représenté sur f ig. 4 est composé de plusieursseg- ments profilés a résultant de la subdivision du moule réalisée par une série de plans passant par son axe. Les segments sont confec- tionnés séparément par compression, damage ou estampage d'une masse de fragments métalliques, définis précédemment, dans des moules par- ticulièrement construits dans ce but. Au montage du moule, les seg- ments sont fortement pressés ensemble par des bandages h et les joints!. sont fermés par un mastic quelconque. Les surfaces en con- tact ±¯ sont enduites de noir de fonderie, de graphite ou d'un autre corps neutre, afin d'empêcher l'adhérence complète des différents segments, laquelle pourrait se produire par l'échauffement auquel ces parties sont exposées à la.coulée.
Pour des cas spéciaux, où un degré de dureté particulièrement élevé est désirable, les moules calibrés constitués par la masse de fragments métalliques sont munis, suivant la présente invention,d'un revêtement ; intérieur en fer k, qui les couvre en tout ou en partie & qui est rendu solidaire de la masse de fragments métalliques à l'ai- de de,dispositifs de fixation quelconques (fig.2 & 3): Ce renforce- ment apporté à la masse de fragments métalliques peut se composer de demi-anneaux., ou aussi de plusieurs petites plaques, ou parties de plaques, ou enfin de morceaux de fers quelconques, etc..pour autant que les formes des calibres le permettent.
Les exemples énumérés ont le seul but de préciser et de rendre aussi clair que possible le principe fondamental de l'invention; les formes du-revêtement peuvent être les plus variées puisque le princi- pe fondamental de l'invention peut trouver son application dans les fabrications les plus diverses de la fonderie.
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Pour la confection du revêtement intérieur du moule, on peut se passer du liant, en chauffant les fragments métalliques au rouge et en y appliquant les formes nécessaires au moyen de dispositifs spéciaux pour la formation des anneaux. Afin de réduire l'effet d'u- ne trempe produite par la masse de fragments métalliques, on peut y ajouter de l'argile pulvérisée en ayant soin de veiller à ce que le mélange soit aussi parfait que possible. Il devient donc possible d' appliquer également l'invention pour la fabrication de cylindres lourds coulés dans des moules en argile, en confectionnant les di- vers calibres du moule par une masse constituée soit uniquement par des fragments métalliques, soit par ces mêmes fragments mélangés d' argile pour obtenir, en ces'endroits, une trempe plus ou moins gran- de.
Pour la fabrication de ces. cylindres, on emploie aujourd'hui cou- .ramment des blocs ou des anneaux massifs en fer, qui sont complète- ment revêtus d'argile. La masse constituée par les fragments métal- liques seuls ou en mélange avec de l'argile,réalise une simplifica- tion assez importante et donne de meilleurs résultats. Il est évi- dent que l'invention permet également l'emploi de pièces de fer k de plus grandes dimensions, qui peuvent être enfoncées dans la masse de fragments métalliques, afin d'obtenir une trempe plus prononcée de la pièce à couler.
Afin de garantir une texture bien compacte aux cylindres à fabri- quer, il est proposé, indépendamment du séchage à l'air, de cuire les moules en masse de fragments métalliques avant l'usage; c'est-à- dire de les chauffer à une haute température, voisina du rouge, de façon à ce que les gaz qui pourraient se former ou exister dans,la masse de fragments métalliques, puissent s'échapper.
L'invention offre des avantages considérables aux fonderies et surtout aux fonderies de pièces en fonte trempée, parce que pour une très grande partie des produits fabriqués, les coquilles en fonte hématite massives et coûteuses peuvent être remplacées'par des mou- les dans la composition desquels les déchets des ateliers de tours trouvent leur application.
Les moules en fragments métalliques comprimés sont à peu de cho- se près aussi bon conducteur de la chaleur que les coquilles de fer
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massives et sont par conséquent en état de donner le degré de dureté nécessaire à la couche superficielle de la pièce à couler. La confec- tion de ces moules se fait à un prix relativement faible et lorsque la fabrication et les manutentions ultérieures se font avec soin, un tel moule pourra servir à plusieurs coulées.
REVENDICATIONS.
1. Procédé de confection de moules, caractérisé, par le fait que le moule proprement dit est constitué par des fragments métalli- ques,-tournures et autres déchets de fer, etc..T auxquels la forme nécessaire est donnée, par compression, damage ou estampage, en ayant pour cela. recours, soit à un liant ou à un moyen de durcissement quelconque, sait à une compression effectuée à haute température par des dispositifs spéciaux.
2. Procédé de confection de moules suivant 1, caractérisé par le fait que la masse des fragments métalliques formant le moule pro- . prement dit, est supportée par une enveloppe extérieure dont elle est rendue solidaire, par l'intermédiaire des modes de fixation, tels que forages, chevilles, mortaises ou d'autres moyens analogues et constitués de façon à ce que les ancrages qui en résultent possèdent une résistance telle qu'ils puissent s'arracher dès que la pièce cou- lée commence à se dilater ou à se contracter.
3. Procédé de confection de moules suivant 1 & 2, caractérisé par le fait que, dans le.but de réaliser des économies sur le moule extérieur, la partie de ce moule qui comprend les moyens de fixation pour les anneaux en masse de fragments métalliques est séparée de la coquille proprement dite, dans laquelle elle est placée, et est in- terchangeable; cette partie intérieure pouvant d'ailleurs se compo- ser de plusieurs pièces.
4. Procédé de confection de moules suivant -1 & 2, caractérisé par le fait que, pour des moules plus lourds, la masse de fragments métalliques est comprimée et partagée suivant plusieurs segments, réunis ensemble par des bandages qui les enserrent; les surfaces de contact des segments étant enduites d'une substance neutre (par exem- ple noir de fumée), destinée à empêcher leur adhérence complète.
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"Method and device for making molds".
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The current process employed heretofore for the manufacture of cylinders, rollers and other castings, required solid shells, cast of iron, massive and homogeneous. The construction of these shells is generally known. These shells are made of a fairly good quality cast iron and their shape must correspond to that of the part to be cast, which necessitates a partial completion of different parts and consequently causes quite significant costs.
The object of the present invention is to make a mold provided with an interior coating of any metal waste, iron turner or filings and particularly of fragments of white cast iron, such as shavings from lathes, planers, saws, etc. etc ..
For this purpose, the metal fragments are mixed with any binder, the mass thus formed then undergoes compression, ramming or stamping intended to give it the necessary shape; the external parts of the mold thus obtained are provided with a special device which constitutes a support for the mass of fragments
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metal and a frame strong enough to move support any transport and handling.
The making of these molds is done at an extremely favorable price, because the main part consists of waste.
Figures 1 - 7 showing by some examples the method and the device relating thereto.
Fig. 1 shows the section of a rioule intended for the casting of smooth, round or polygonal bodies.
Fig.2 is the section of a mold for calibrated cylinders.
Fig.3 shows a mold for calibrated cylinders, this mold being composed of several calibrated rings.
Fig. 4 shows a mold consisting of several segments.
Fig.5 is a plan view of Fig.4.
Fig.6 shows the side elevation of a device for stamping molds.
Fig.7 is a section of Fig.6 taken along line 7-7.
In fig.l, !!:. represents the outer parts of the mold and b the compressed mass of the metal fragments. The parts b are made integral with the parts a by different fixing methods c in. in the form of holes, dowels, tenons and mortises in the form of a dovetail or other similar means of assembly. The mold is constructed in such a way that the outer parts a envelop an inner core al (dotted in fig. 1), the free space being filled with metal fragments b to which is added a binder, for example ammonium chloride with of water, all well mixed and well squeezed.
After removing the core, the mold is left to dry for a certain time, either by air or by any other means; the mold is then blackened and heated according to the usual method.
The semi-circular molds and the calibrated molds according to fig. 2 & 3 are made in the same way. The discharge is not, however, done around a specially constructed core, but rather with the aid of a pestle or a profiled roller d, fig. 6-7, which can pivot around a center. fixed, the mass of metal elements being maintained in the required shape by removable and adjustable lateral guides, which can be profiled according to the shape to be changed.
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aliser. In this way. obtains for the mold a perfect @ lution and exactly meeting the desired dimensions. Instead of imparting the above-mentioned rotational movement to the pillar, this movement can obviously be transmitted to the mold itself.
The fixing arrangement applied to figs. 2 & 3 consists of notches which are made in the outer part of the mold a and protrusions c in the form of pins which are formed by the mass of the metal fragments at the parts b of the mold and which have such resistance that they tear off at the moment of expansion or withdrawal of the casting, so that these movements can then be done without finding any resistance. When special anchors c1, similar to those shown in fig. 3, on. the middle ring, are used in a mold according to fig. 2, .. these must also fulfill the essential condition of not putting up any resistance to these movements of the casting.
They can be constituted by the mass of the metal fragments themselves, by a soft metal such as zinc, antimony, aluminum, etc., by an alloy of the aforementioned metals or of other soft metals, or else by d any other suitable substances. But in all cases, the dowels c1 must, as soon as the expansion or withdrawal appears, tear off in the section which corresponds to the contact surfaces of the ring b and of the part a of the mold which supports it.
Fig.3 shows, in the lower part of the mold, a ring with cooling pipe which aims to increase the degree of hardness of the adjacent part of the part to be cast; this for certain special cases. In order to save money on the outer shell a, according to the invention, an inner part a2, which has the necessary fixing means for the rings of metal fragments, is fitted therein, and which is housed therein. in the outer shell, see fig. 2 (right side) and fig. 3 (at the upper ring, right side '). The mold therefore comprises an outer tough shell a and a thinner inner shell a2. The outer shell a must not be split in two in the longitudinal direction.
The inner part a2 is always adapted to the shape of the outer shell. For calibrated cylinders - shapes
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special, therefore only the inner part a2 has to be replaced, while the same main shell a can be used for making a large number of cylinders. This outer shell has remained more resistant, it is not exposed to any wear and it is only the inner part a2, that is to say the part which comes into contact with the liquid metal, which must be replaced after usu - re. It is obvious that this inner part a2 can be formed of several parts, in the event that this becomes necessary.
The mold shown in f ig. 4 is composed of several profiled segments a resulting from the subdivision of the mold produced by a series of planes passing through its axis. The segments are made separately by compressing, ramming or stamping a mass of metal fragments, defined above, in molds specially constructed for this purpose. When the mold is assembled, the segments are strongly pressed together by bandages h and gaskets !. are closed by any putty. The surfaces in contact ± ¯ are coated with foundry black, graphite or some other neutral substance, in order to prevent complete adhesion of the various segments, which could occur by the heating to which these parts are exposed. at the flow.
For special cases, where a particularly high degree of hardness is desirable, the calibrated molds constituted by the mass of metal fragments are provided, according to the present invention, with a coating; interior in iron k, which covers them in whole or in part & which is made integral with the mass of metal fragments with the help of any fixing devices (fig. 2 & 3): This reinforcement brought to the mass of metal fragments can be composed of half-rings., or also of several small plates, or parts of plates, or finally of any pieces of iron, etc., as far as the shapes of the gauges allow it.
The examples listed have the sole purpose of specifying and making as clear as possible the fundamental principle of the invention; the forms of the coating can be the most varied since the fundamental principle of the invention can find its application in the most diverse fabrications of the foundry.
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For the preparation of the interior coating of the mold, it is possible to do without the binder, by heating the metal fragments to red and applying the necessary shapes to them by means of special devices for the formation of the rings. In order to reduce the quenching effect produced by the mass of metal fragments, pulverized clay can be added to it, taking care to ensure that the mixture is as perfect as possible. It therefore becomes possible to also apply the invention for the manufacture of heavy cylinders cast in clay molds, by making the various sizes of the mold by a mass consisting either only of metal fragments, or of these same mixed fragments. of clay to obtain, in these places, a more or less great quenching.
For the manufacture of these. cylinders are now commonly used blocks or massive rings of iron, which are completely coated with clay. The mass formed by the metal fragments alone or mixed with clay achieves a fairly important simplification and gives better results. It is obvious that the invention also allows the use of pieces of iron k of larger dimensions, which can be driven into the mass of metal fragments, in order to obtain a more pronounced quenching of the piece to be cast.
In order to guarantee a very compact texture to the cylinders to be manufactured, it is proposed, apart from air drying, to cook the molds en masse of metal fragments before use; that is to say to heat them to a high temperature, close to red, so that the gases which could form or exist in the mass of metallic fragments, can escape.
The invention offers considerable advantages to foundries and especially to foundries of hardened iron parts, because for a very large part of the products manufactured, the massive and expensive hematite iron shells can be replaced by molds in the composition. from which the waste of the lathes workshops find their application.
Molds in compressed metal fragments are about as good a conductor of heat as iron shells.
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massive and are therefore able to give the necessary degree of hardness to the surface layer of the part to be cast. The manufacture of these molds is done at a relatively low cost and when the manufacture and subsequent handling are done with care, such a mold can be used for several castings.
CLAIMS.
1. A method of making molds, characterized in that the actual mold is constituted by metal fragments, -turnings and other scrap of iron, etc..T to which the necessary shape is given, by compression, ramming or stamping, having for that. recourse, either to a binder or to any hardening means, known to compression carried out at high temperature by special devices.
2. A method of making molds according to 1, characterized in that the mass of the metal fragments forming the mold pro-. in other words, is supported by an outer casing with which it is made integral, by means of fixing methods, such as boreholes, dowels, mortises or other similar means and formed so that the resulting anchors have resistance such that they can tear off as soon as the cast part begins to expand or contract.
3. A method of making molds according to 1 & 2, characterized in that, in le.but to make savings on the outer mold, the part of this mold which comprises the fixing means for the rings in mass of metal fragments is separated from the shell itself, in which it is placed, and is interchangeable; this interior part can also be made up of several parts.
4. A method of making molds according to -1 & 2, characterized in that, for heavier molds, the mass of metal fragments is compressed and divided into several segments, joined together by bandages which enclose them; the contact surfaces of the segments being coated with a neutral substance (eg carbon black), intended to prevent their complete adhesion.
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