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"PROCEDE ET APPAREIL POUR LA FABRICATION DES NOYAUX DE SABLE".
Cette invention a trait à un appareil permettant de fabriquer des noyaux de sable pour le moulage d'objets tubulaires tels que tuyaux, corps de pompe, colonnes, etc..
Ainsi qu'il est bien connu de l'homme du métier, les noyaux destinés aux objets longs moulés dans une posi- tion sensiblement horizontale se recourbent ou se défor- ment pendant la coulée sous la pression du métal fondu qui tend à faire flotter le noyau. On a cherché à contrecarrer cet effet. par exemple en soumettant le noyau, lorsqu'il est en place dans le moule, à des efforts qui tendent à le recourber dans le sens opposé à celui dans lequel il tend
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à se recourber par l'effet de la poussée ascensionnelle qui tend à déformer le noyau en faisant usage d'un noyau qui est recourbé dans la mesure voulue au cours de sa fabrication de telle sorte que, lorsqu'on.coule le métal, la tendance du noyau à flotter a pour effet de le ramener à sa position droite désirée.
La présente invention a pour objet un ap- pareil permettant'd'établir rapidement et économiquement des noyaux recourbés convenables.
Un des buts de cette invention est d'établir par rotation des noyaux agencés pour obvier aux difficultés susmentionnées et qui peuvent être rectilignes sans posséder une section transversale circulaire, ou d'établir des noyaux courbes qui peuvent ou non posséder une section transver- sale circulaire, la section transversale de ces noyaux pou- vant être constante ou varier d'une extrémité à l'autre.
L'appareil suivant l'invention est simple et efficace et produit des noyaux convenables aussi rapidement qu'un appareil fabriquant des noyaux rectilignes, et des noyaux ainsi produits peuvent être utilisés dans des moules ordinaires sans qu'on ait besoin de faire usage d'un dispo- sitif quelconque pour les recourber après qu'ils ont été placés dans le moule ou pour les empêcher de se recourber sous l'influence de leur tendance à flotter dans le métal fondu. Le moulage à l'aide de noyaux établis suivant. le présent appareil est par conséquent rendu beaucoup plus sim- ple et moins coûteux. Les objets tubulaires fabriqués à l'aide de ces noyaux ont une section transversale constante et l'on économise par conséquent du métal.
Le nombre des pièces défectueuses qui doivent être rejetées est diminué et les objets ont une durée plus longue, le tout sans frais de fabrication supplémentaires.
Avant d'expliquer en détail la présente invention, on remarquera que cette invention n'est pas limitée aux dé-
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tails de construction et à la disposition des pièces re- présentées dans les dessins annexés, étant donné qu'elle est susceptible de recevoir d'autres modes de réalisation et d'être mise en pratique de diverses façons.
L'invention sera décrite ci-après d'une façon plus détaillée en se référant aux dessins annexés dans les- quels:
Fige 1 est une élévation avec coupe verticale partielle d'un appareil permettant d'établir le noyau de forme spéciale.
Fige 2 est un plan suivant 2-2 (figo 1).
Fig. 3 est une vue analogue de l'appareil compor- tant un type de mandrin différent.
Fig.4 est une vue en bout partiellement brisée d'un autre type d'appareil permettant d'établir le noyau.
Fig. 5 en est une vue de côté.
Fig. 6 est une coupe suivant 6-6 (figo 5).
L'appareil comprend (fig. 1, 2 et 3) un support 10 portant un bâti convenable 11 dans lequel un mandrin 14 est supporté de façon à pouvoir tourner. Ce mandrin peut être constitué par un tuyau creux présentant près de cha- que bout des rainures 15 constituant des portées recevant des rouleaux 16 fixés à des arbres 17 convenablement mon- tés pour tourner dans des paliers 18 du bâti 11.
Le mandrin 14 peut recevoir un mouvement de rota- tion d'un mécanisme prévu à chacune de ses extrémités et comprenant un arbre 20 tournant dans des paliers convena- bles 21 du bâti et muni à l'une de ses extrémités d'une languette 23 agencée pour entrer en prise avec une rainure de clavetage 24 ménagée dans les extrémités du mandrin. Les arbres 20 peuvent recevoir un mouvement de rotation en syn- chronisme et, à cet effet;, chacun d'eux est muni d'une roue dentée 25 engrenant avec une roue dentée 22 fixée à un ar-
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bre 9 tourillonnant dans le bâti. Une poulie ou roue à chaîne 8 est fixée à l'un des arbres 20 et peut recevoir sa commande de toute source convenable de force motrice pour faire tourner les arbres 20 et le mandrin en synchronisme.
Le bâti 11 est muni d'oreilles perforées convena- bles 26 s'étendant vers le mandrin 14 et sur lesquelles est monté un couteau 27 susceptible de fléchir. Le¯couteau 27 présente des ouvertures convenables 28 dont chacune est des- tinée à recevoir un organe de fixation convenable tel qu'une vis 29 engagée dans une des oreilles 26. Pour compenser l'usure usuelle de l'appareil, un ressort 30 est intercalé entre le bâti 11 et le bord arrière du couteau.
Une disposition convenable est prévue pour faire fléchir ou recourber le couteau élastiquement et peut com- prendre un cadre 33 comportantes supports 34 et 35 qui s'étendent respectivement vers l'arrière et vers l'avant et qui sont montés de façon mobile dans des paliers conve- nables 36 constitués par des oreilles perforées 37 et 38 s'élevant du bâti 11. Le couteau 27 peut être convenable- ment fixé au support avant 35, par exemple à l'aide de vis 39. Un excentrique ou came 40 est fixé à l'une des extré- mités d'un arbre 41 monté pour tourner dans des paliers convenables 42 du bâti et est disposé pour entrer en prise avec le cadre 33.
La came 40 peut être actionnée de toute manière convenable en synchronisme avec le mandrin et, à cet effet, un engrenage de commande 44 monté sur l'arbre 20 est relié à une roue dentée 45 fixée à l'arbre 41 par une roue intermédiaire 46 fixée à un arbre 47 tourillonnant dans le bâti 11.
Le mandrin 14 peut posséder,toute forme conve- nable, selon le type et la forme du noyau à établir. On a représenté des mandrins destinés à la fabrication de noyaux pour tuyaux. Ces mandrins peuvent être cylindriques, comme /
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représenté dans la fige 3, ou posséder, comme représenté dans la tige 2, une courbure anormale sensiblement égale à celle qu'on désire donner au noyau fini. Dans tous les cas, il convient que le mandrin présente des ouvertures con- venables 48 pour permettre l'échappement des gaz engendrés par le contact du métal fondu avec le noyau de sable.
Une trémie convenable 50 est supportée de toute manière appropriée, par exemple à l'aide d'une charpente
51, au-dessus du mandrin 14 et présente à son extrémité in- férieure un conduit de distribution 52 descendant jusqu'en un point voisin du mandrina Un crible 53 est suspendu à l'intérieur de la trémie et est muni de bras 54 qui s'éten- dent vers le haut et qui sont montés de façon pivotante sur des arbres 56 fixés dans un bâti 57 s'élevant de la trémie.
Pour fabriquer les noyaux,, on fait tourner le mandrin 14 et recourbe élastiquement le couteau 27 dans un rapport de temps déterminé. On peut produire la flexion désirée du couteau par le choix d'une came ou excentrique
40 de forme convenableo On introduit un mélange convena- ble de sable et de liant dans le crible 53 et communique un mouvement vibratoire à ce crible de telle sorte que le mélange descend à l'intérieur de la trémie 50 et du conduit
52 et se dépose sur le mandrin 14 en exerçant sur lui un choc considérable. Le sable adhère à la surface du mandrin en raison de la présence du liant auquel il est mélangé, et la couche de sable augmente d'épaisseur jusqu'à ce qu'el- le soit devenue suffisante pour entrer en contact avec le tranchant du couteau façonneur 27.
Le couteau enlève l'excès de sable et de liant et donne à la couche la forme qu'on désire donner au noyau. On interrompt alors l'alimenta- tion en sable et en liant et l'on fait ensuite tourner le mandrin d'un ou deux tourso
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Dans les figures 4, 5 et 6, on a représenté un type d'appareil permettant d'établir un noyau courbe en fai- sant fléchir ou recourbant le mandrin pendant sa rotation.
Comme représenté, le couteau de cet appareil est fixe et son bord est maintenu rectiligne. Cet appareil comprend un support convenable 60 muni, près de chacune de ses extré- mités, d'un bâti 61 s'élevant dudit support et supportant de façon qu'ils puissent tourner des rouleaux 62 sur lesquels repose le mandrin 63 normalement rectiligne, Une traverse 64 dans laquelle un rouleau 65 est monté de façon à pouvoir tourner pivote par une de ses extrémités sur le bâti 61 et est fixée de façon détachable à ce bâti à son autre extré- mité, par exemple à l'aide d'un boulon 66 et d'un écrou 67, la disposition étant telle qu'elle permet d'amener le rou- leau 65 en contact avec le mandrin et de maintenir celui-ci appliqué contre les rouleaux 62 pendant sa rotation.
Deux rainures 68 sont ménagées près de::extrémités respectives du mandrin 63 pour recevoir les rouleaux 62 et 65.
Un bâti externe 70 s'élevant du support 60 est espacé de chaque bâti 61 et muni à son extrémité supérieure d'une traverse 71 comportant un élément 72 qui fait partie d'un tourillon destiné à recevoir un excentrique ou came 73 monté de façon détachable sur le mandrin de toute manière convenable, par exemple à l'aide d'une vis de blocage 74.
Une traverse est montée de façon pivotante sur un des côtés de la partie supérieure de chaque bâti.70 et est fixée de façon détachable à l'autre côté à l'aide d'un boulon 76 et d'un écrou 75. Un couteau façonneur 77 est fixé à l'aide de vis 78 à une traverse 79 reliant les bâtis 61.
Le mandrin peut reoevoir un mouvement de rotation d'un mécanisme prévu à chaque extrémité et comprenant un arbre 80 muni à l'une de ses extrémités d'une languette 81 agencée pour entrer en prise avec une rainure de clavetage
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82 ménagée dans les extrémités du mandrino L'autre extré- mité de l'arbre 80 est reliée par un joint universel 83 à un arbre 84 monté pour tourner dans le bâtio Les deux mécanismes de commande prévus aux extrémités respectives du mandrin peuvent être reliés entre eux pour travailler en synchronisme. A cet effet, chaque arbre 84 peut être muni d'une roue dentée 85 reliée à une roue dentée 86 montée près de l'extrémité correspondante d'un arbre 87 tourillonnant dans le bâti.
Ce mécanisme peut recevoir sa commande de toute source convenable de force motrice, par exemple à l'ai- de dtune poulie 88 montée sur l'arbre 84.
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"METHOD AND APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OF SAND CORES".
This invention relates to an apparatus for making sand cores for molding tubular objects such as pipes, pump housings, columns, etc.
As is well known to those skilled in the art, cores for long articles molded in a substantially horizontal position curl or deform during the pressure casting of the molten metal which tends to float the metal. core. We tried to counteract this effect. for example by subjecting the core, when it is in place in the mold, to forces which tend to bend it in the direction opposite to that in which it tends
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to bend by the effect of the upward thrust which tends to deform the core by making use of a core which is bent to the desired extent during its manufacture so that, when the metal is poured, the tendency of the core to float has the effect of returning it to its desired upright position.
The object of the present invention is an apparatus which enables suitable curved cores to be established quickly and economically.
One of the objects of this invention is to establish by rotation cores arranged to overcome the aforementioned difficulties and which may be rectilinear without having a circular cross section, or to establish curved cores which may or may not have a circular cross section. , the cross section of these cores may be constant or vary from end to end.
The apparatus according to the invention is simple and efficient and produces suitable cores as quickly as an apparatus for making straight cores, and cores so produced can be used in ordinary molds without the need for use of. some device for bending them after they have been placed in the mold or for preventing them from bending under the influence of their tendency to float in the molten metal. The molding using cores set following. the present apparatus is therefore made much simpler and less expensive. Tubular articles made using these cores have a constant cross section and therefore metal is saved.
The number of defective parts that must be rejected is reduced and the items last longer, all without additional manufacturing costs.
Before explaining in detail the present invention, it will be appreciated that this invention is not limited to the difficulties
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details of construction and the arrangement of parts shown in the accompanying drawings, since it is capable of accommodating other embodiments and of being put into practice in various ways.
The invention will be described below in more detail with reference to the accompanying drawings in which:
Fig. 1 is an elevation with partial vertical section of an apparatus for establishing the specially shaped core.
Fig 2 is a plane following 2-2 (figo 1).
Fig. 3 is a similar view of the apparatus having a different type of mandrel.
Fig.4 is a partially broken end view of another type of apparatus for establishing the core.
Fig. 5 is a side view.
Fig. 6 is a section on 6-6 (figo 5).
The apparatus comprises (Figs. 1, 2 and 3) a support 10 carrying a suitable frame 11 in which a mandrel 14 is supported so as to be able to turn. This mandrel can be constituted by a hollow pipe having, near each end, grooves 15 constituting bearings receiving rollers 16 fixed to shafts 17 suitably mounted to rotate in bearings 18 of the frame 11.
The mandrel 14 can receive a rotational movement of a mechanism provided at each of its ends and comprising a shaft 20 rotating in suitable bearings 21 of the frame and provided at one of its ends with a tongue 23. arranged to engage with a keyway 24 formed in the ends of the mandrel. The shafts 20 can receive a rotational movement in synchronism and, for this purpose, each of them is provided with a toothed wheel 25 meshing with a toothed wheel 22 fixed to an ar-
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bre 9 journaling in the frame. A pulley or chain wheel 8 is attached to one of the shafts 20 and can receive its control from any suitable source of driving force to rotate the shafts 20 and the mandrel in synchronism.
The frame 11 is provided with suitable perforated ears 26 extending towards the mandrel 14 and on which is mounted a knife 27 capable of flexing. The knife 27 has suitable openings 28 each of which is intended to receive a suitable fixing member such as a screw 29 engaged in one of the lugs 26. To compensate for the usual wear of the apparatus, a spring 30 is interposed between the frame 11 and the rear edge of the knife.
A suitable arrangement is provided for flexing or bending the knife elastically and may include a frame 33 having supports 34 and 35 which extend rearwardly and forwardly respectively and which are movably mounted in bearings. 36 formed by perforated ears 37 and 38 rising from the frame 11. The knife 27 can be suitably fixed to the front support 35, for example by means of screws 39. An eccentric or cam 40 is fixed. at one end of a shaft 41 mounted to rotate in suitable bearings 42 of the frame and is arranged to engage the frame 33.
The cam 40 can be actuated in any suitable manner in synchronism with the mandrel and, for this purpose, a control gear 44 mounted on the shaft 20 is connected to a toothed wheel 45 fixed to the shaft 41 by an intermediate wheel 46 attached to a shaft 47 journaled in the frame 11.
Mandrel 14 may have any suitable shape depending on the type and shape of the core to be established. Mandrels for the manufacture of cores for pipes have been shown. These mandrels can be cylindrical, like /
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shown in fig 3, or possess, as shown in rod 2, an abnormal curvature substantially equal to that which is desired to be given to the finished core. In all cases, the mandrel should have suitable openings 48 to allow the escape of gases generated by the contact of the molten metal with the sand core.
A suitable hopper 50 is supported in any suitable manner, for example by means of a frame
51, above the mandrel 14 and has at its lower end a distribution duct 52 descending to a point near the mandrina. A screen 53 is suspended inside the hopper and is provided with arms 54 which s 'extend upward and which are pivotally mounted on shafts 56 secured in a frame 57 rising from the hopper.
To manufacture the cores, the mandrel 14 is rotated and the knife 27 elastically bent in a determined time ratio. The desired flexion of the knife can be produced by the choice of a cam or eccentric
40 of suitable shape A suitable mixture of sand and binder is introduced into the screen 53 and imparted a vibratory movement to this screen so that the mixture descends inside the hopper 50 and the duct.
52 and is deposited on the mandrel 14 by exerting on it a considerable shock. The sand adheres to the surface of the mandrel due to the presence of the binder with which it is mixed, and the layer of sand increases in thickness until it has become sufficient to contact the edge of the knife. shaper 27.
The knife removes excess sand and binder and gives the layer the shape you want the core to be. The supply of sand and binder is then interrupted and the mandrel is then rotated one or two turns.
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In Figures 4, 5 and 6 there is shown one type of apparatus for establishing a curved core by bending or bending the mandrel during its rotation.
As shown, the knife of this device is fixed and its edge is kept rectilinear. This apparatus comprises a suitable support 60 provided near each of its ends with a frame 61 rising from said support and supporting so that they can rotate rollers 62 on which the normally rectilinear mandrel 63 rests. crossmember 64 in which a roller 65 is mounted so as to be able to turn pivots at one end on the frame 61 and is detachably attached to this frame at its other end, for example by means of a bolt 66 and a nut 67, the arrangement being such as to allow the roller 65 to be brought into contact with the mandrel and to keep the latter pressed against the rollers 62 during its rotation.
Two grooves 68 are provided near the respective ends of the mandrel 63 to receive the rollers 62 and 65.
An outer frame 70 rising from the support 60 is spaced from each frame 61 and provided at its upper end with a cross member 71 comprising an element 72 which forms part of a journal intended to receive an eccentric or cam 73 mounted in a detachable manner. on the mandrel in any suitable manner, for example using a locking screw 74.
A cross member is pivotally mounted on one side of the top of each frame 70 and is releasably attached to the other side with a bolt 76 and a nut 75. A shaping knife 77 is fixed with screws 78 to a cross member 79 connecting the frames 61.
The mandrel can receive a rotational movement of a mechanism provided at each end and comprising a shaft 80 provided at one of its ends with a tongue 81 arranged to engage with a keyway.
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82 formed in the ends of the mandrel The other end of the shaft 80 is connected by a universal joint 83 to a shaft 84 mounted to rotate in the frame. The two control mechanisms provided at the respective ends of the mandrel can be connected between them to work in synchronism. For this purpose, each shaft 84 can be provided with a toothed wheel 85 connected to a toothed wheel 86 mounted near the corresponding end of a shaft 87 journaled in the frame.
This mechanism can receive its control from any suitable source of motive force, for example by means of a pulley 88 mounted on the shaft 84.