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Procédé et dispositif pour la production de fonte centrifuge.
On a déjà proposé d'utiliser pour le moulage de pièoes creuses ou même de pièces massives en fonte cen- trifuge, des tnoules rotatifs revêtus intérieurement de noyaux à travers l'orifice central duquel est introduit la matière fondue. L'orifice central communique d'autre part avec la partie creuse du moule par l'intermédiaire de canaux disposés au fond et dans lesquels la force cen-
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trifuge du moule tournant, vient s'exercer sur la matière.
Dans les dispositifs de ce genre connus jusqu'à présent, ces canaux sont, soit disposés radialement, soit coudés dans le sens opposé au sens de rotation du moule.
Dans une autre forme d'exécution de moules cen- trifuges, le canal est tout d'abord rectiligne et parallèle à l'unndes diamètres du moule, pour ne se couder vers l'avant qu'à son extrémité Lemétal arrive également par en haut dans le moule. Dans d'autres dispositifs on a disposé à l'inté- rieur du moule des ailettes orientées radialement et desti- nées à assurer une répartition uniforme du métal introduit, et à empêcher que le métal ne soit projeté à l'extérieur en un endroit du moule. Enfin, on a aussi déjà proposé de réa- liser des pièces en forme de spirale par un procédé centri- fuge dans des canaux disposés suivant une spirale.
Dans tous oes dispositifs il se crée au point de sortie du canal dans l'espace intérieur du moule, une com- posante du mouvement de la matière qui est opposée au sens de rotation du moule. De ce fait il se orée très facilement des vides dans le métal liquide, qui forment ultérieurement dans la pièce terminée, des soufflures ou défauts très désa- gréables.
Afin d'éviter cet inconvénient, on coude suivant le procédé objet de la présente invention, les canaux dans la direction du sens de rotation du moule, de sorte que le métal liquide qui les quitte, pénètre dans l'espace intérieur du moule à peu près dans la direotion du déplacement et pendant la vitesse du moule.
L'amenée s'effectue par en bas et uniquement par la pression dynamique qui se orée dans les canaux d'amenée.
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On évite ainsi un déplacement relatif entre la matière fondue et le moule, de sorte que la fonte devient excessive ment dense.
Dans le procédé cité plus haut et qui utilise des ailettes disposées radialement à l'intérieur du moule, on utilise bien une surpression statique, mais la matière fondue ne pénètre pas dans l'espace creux intérieur du moule sui- vant sa direction et sa vitesse, mais suivant une direction radiale, de sorte que l'on risque toujours de voir se former des soufflures, en particulier si les pièces à réaliser pré- sentent des parois relativement épaisses.
Des pièces oreuses fondues suivant le procédé objet de l'invention neuvent âtre réalisées soit avec soit sans bride. S'il s'agit de fondre des paliers, des vis sans fin ou des pièoes pleines de forme quelconque, telles que blocs, barres, platines, rouleaux ou autres pièces queloon- ques en métaux non ferreux, ou en fer, ou en acier, les espaces creux correspondants sont disposés à l'intérieur du moule soit aux extrémités des canaux, soit au centre du moule.
Les dessins annexés représentent à titre d'exem- ple diverses formes d'exécution du procédé suivant l'invention.
Les fig.l et 2 montrent un dispositif permettant la mise en oeuvre dudit procédé pour la fabrication de cylin- dres munis de brides.
La fig. 1 est une coupe longitudinale.
La fig.2 est une coupe suivant l'axe a-b de la fig. 1.
Les fig.3 et 4 représentent en 'oupe longitu- dinale et en coupe transversale, le dispositif pour le moulage de paliers,. '
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Les fig. 5 et 6 représentent toujours en coupe longitudinale et en coupe horizontale, un dispositif per- mettant de réaliser, suivant le même procède, quatre pièces massives de forme différente!, ces pièces pouvant d'ailleurs aussi, être creuses.
Les fig. 7 et 8 montrent respectivement en coupo et en plan le dispositif moteur du dispositif centrifuge.
Sur la plaque a fixée sur l'axe vertical b, re- pose le moule dans lequel doit être fondu le cylindre creux e devant comporter des brides intérieures d. Le moule contient le noyau d en toute matière appropriée sur lequel sont prévus les creux nécessaires pour les brides intérieu- res d. Le tout est couvert on haut au moyen de la pla.que g.
Le noyau! comporte un alésage central h commu- niquant en bas par les canaux 1 avec l'espace creux e à remplir.. Ces canaux sont légèrement coudés comme on peut le voir plus particulièrement par la coupe transversale de la fig. 2, de sorte que la direction de sortie de la matière fondue colncide à peu près avec la direction de rotation du moule indiquée par la flèche 4.
L'axe b avec le plateau d et le moule c est mis en rotation, puis le métal est coulé dans l'espace intérieur h du noyau f ou encore introduit sous pression par la dis- position particulière des canaux d'entrée* Le métal fondu passe alors à travers les canaux etpénètre dans l'espace creux e entre le noyau et le moule et remplit celui-ci en montant jusqu'en haut en remplissant également les espaces creux prévus nour les brides intérieures d, la plaque g empêchant la sortie par le haut.. En raison de la disposition particulière des canaux i dans l'espace à remplir, il se orée une pression purement dynamique qui garantit le remplis-
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sage du moule et en particulier des brides.
Le dispositif suivant les fig.3 et 4 sort à réaliser des naliers. Sur la plaque 1 fixée sur l'axe ver- tical m se trouve le moule n dans lequel doivent être fondus par exemple différents modes de réalisation de paliers o à surface interne arrondie, à surface externe présentant des arêtes vives et comportant des embases parfaitement rec- tangulaires. Le moule contient le noyau en matière appro- priée dans lesquels seront prévus les canaux d'introduction r du métal fondu et les espaces nour le métal de garnitures (régule) à introduire ultérieurement, tandis que la forme extérieure des pièces à réaliser est usinée dans la coquille métallique ou encore réalisée dans un moule en sable. On peut encore emnloyer au lieu du moule en sable, un moule permanent (en fer) lorsqu'il s'agit de paliers lisses. Le tout est fermé en haut au moyen de la plaque s.
Le noyau comporte un alésage central ! communiquant en bas au moyen des canaux r avec les espaces 1 à remplir. Ces canaux sont légèrement coudés comme l'indique plus particulièrement la coupe transversale de la fig.4 de sorte que la direction de sortie du métal coïncide à peu près avec la direction de rotation du moule indiquée par la flèche u.
Le fonctionnement et l'emploi de ce dispositif correspondent exactement à celui des fig.l et 2, de sorte que tous les espaces libres ouverts sont remplis. En raison de la disposition particulière des canaux d'introduction on assure toujours la disparition de la pression statique ou encore la vitesse relative du métal introduit en garantissant ainsi un remplissage uniforme des arêtes vives.
Les fig. 5 et 6 représentent la grande variété de forme des pièces sans noyaux pouvant être réalisées suivant
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le présent procède.. Les canaux de liaison 1:: de l'orifice de coulée central.! correspondant avec des espaces creux
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v., 2, 1 représentant des pièces de sections roc tangu- laires, triangulaires, carrées et rondes. Ces pièces pleines -et tout aussi bien des pièces creuses- peuvent être réali- sées suivant le présent procédé en fonte centrifuge, sans aucune soufflure et sans têtes perdues, ce qui jusqu'à pré- sent n'était pas possible.
On peu'; même fondre aussi bien des blocs que des produits dits demi-finis, tels que platine, barre, etc... en métaux non ferreux,, ou en fer ou en acier et économiser ainsi le laminage qui sûrement serait néces- saire pour transformer le bloc brut en produit demi-fini.
On peut aussi faire venir de fonderie et plus par- ticulièrement dans les pièces creuses ou dans les paliers, des tubes tels que par exemple des serpentins en fer ou en cuivre pouvant servir de serpentins de refroidissement ou analogues. Le cas échéant on peut aussi faire venir de fon- derie des canaux correspondant en donnant une forme appro- priée à la coquille qui dans ce cas est en deux ou plusieurs parties.
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Le llispositU rO;1:t'és"1t 4i;s..7 et 8 sert de mo- teur d'entraînement pour le dispositif centrifuge et se distingue par rapport aux machines analogues connues par le fait que le démultiplicateur a friction servant à entraîner le plateau portant le moule peut être réglé au moyen d'un moteur auxiliaire particulier de façon très commode en cours de fonctionnement; il devient donc possi- ble d'adapter la vitesse de rotation du moule aux condi- tions du moment, de façon exacte et au moment voulu. A cet effet la roue de friction disposée sur l'axe de la table tournante peut coulisser et se déplacer le long de cet axe
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au moyen d'une ou plusieurs tiges filetées commandées par le moteur auxiliaire commun.
On a de plus prévu un dispo- sitif presseur particulier apnuyant le disque de friction relié au moteur principal et faisant partie du mécanisme, contre la roue déplaçable avec une pression constante.
Dans l'exemple représenté, la cage 1 est creuse et porte par l'intermédiaire d'un palier approprié 2, l'ar- bre 3 sur lequel se trouve en haut un disque plat 4 destiné à recevoir le moule. L'arbre 3 est maintenu en bas par un deuxième palier 5 et prend appui sur une butée 6. Sur cet arbre peut coulisser une roue de friction 7, dont le dépla- cement s'effectue le long de deux clavettes 8 rendues soli- daires de l'arbre 3. Sur la roue de friction 7 vient prendre appui la traverse 9 comportant de chaque coté un écrou 10 ou 11; ces écrous sont traversés par les tiges filetées ver- ticales 12 et 13 maintenues en haut et en bas, et portant à leurs extrémités inférieures une roue à vis sans fin 14 et 15.
Ces roues coopèrent avec les vis 16 et 17 calées sur un arbre commun 20 entraîné par le moteur auxiliaire 19 par l'intermédiaire du démultiplicateur 18. Lorsque le moteur auxiliaire 19 tourne dans un sens ou dans l'autre les écrous 10 et 11 et de ce fait la traverse 9 et la roue de friction 7 qui en est solidaire seront déplacés vers le haut ou vers le bas par l'intermédiaire des deux mécanismes à vis sans fin.
La roue de friction 7 prend appui sur le plateau de friction 21 calé sur un arbre 22; ce plateau est mis en rotation par le moteur principal 24 par l'intermédiaire d'un démultiplicateur à roue dentée 23. L'arbre 22 peut d'autre part être légèrement déplacévers le plateau de friction 21'dans son sens longitudinal- afin de pouvoir
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appuyer le dit plateau 21 sur la.'roue 7 avec une pression appropriée. A cet effet on a -or---vu un dispositif particulier forme par un levier 26 articulé en 35 et chargé au moyen du. poids déplaçable 27. Le levier entoure au moyen d'un man- chon approprié28 une bride 29 de l'arbre 22 etprovoque ainsiun appui continu etuniforme de la roue de friction sur le plateau de friction..
Un frein 31 soumis de préférence à l'effet d'un électro-aimant 30 sert à immobiliser le pla- teau de friction et de ce fait tout le mécanisme et tout le dispositif lorsqu'on coupe le moteur 24.
L'arbre vertical 3 commande par l'intermédiaire d'une transmission appropriée 32, un compte-tour 33 afin de pouvoir déterminer à tout instant le nombre de tours du disque 4 destiné à, recevoir le moule.
On peut encore prévoir un dispositif de sécurité sous forme de contact électrique maintenant, d'une part la traverse ou la roue de friction dans les limites pré-déter- minées et ramenant lors de la coupure du moteur principal la roue de friction à sa position la plus basse afin que lors du démarrage du dispositif, les masses soient accélérées lentement
L'embrayage entre la traverse 9 etla roue de friction 7 peut être légèrement élastique afin d' ;viter les chocs.
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Method and device for the production of centrifugal cast iron.
It has already been proposed to use, for the molding of hollow pieces or even of massive pieces of centrifugal cast iron, rotary molds internally coated with cores through the central orifice from which the molten material is introduced. The central orifice communicates on the other hand with the hollow part of the mold by means of channels arranged at the bottom and in which the force centers
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trifuge of the rotating mold, comes to be exerted on the material.
In devices of this type known until now, these channels are either arranged radially or bent in the direction opposite to the direction of rotation of the mold.
In another embodiment of centrifugal molds, the channel is first of all rectilinear and parallel to the diameters of the mold, so as to bend forward only at its end. The metal also arrives from above. in the mold. In other devices, radially oriented fins have been placed inside the mold, intended to ensure a uniform distribution of the metal introduced, and to prevent the metal from being projected outside at a point of the mold. mold. Finally, it has also already been proposed to produce parts in the form of a spiral by a centrifugal process in channels arranged in a spiral.
In all of these devices, at the point where the channel exits into the interior of the mold, a component of the movement of the material is created which is opposite to the direction of rotation of the mold. As a result, it very easily forms voids in the liquid metal, which subsequently form in the finished part, very unpleasant blisters or defects.
In order to avoid this drawback, according to the method which is the subject of the present invention, the channels are bent in the direction of the direction of rotation of the mold, so that the liquid metal which leaves them penetrates into the interior space of the mold shortly close in the direction of the displacement and during the speed of the mold.
The supply is carried out from below and only by the dynamic pressure which is orée in the supply channels.
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This prevents relative displacement between the molten material and the mold, so that the cast iron becomes excessively dense.
In the process mentioned above and which uses fins arranged radially inside the mold, a static overpressure is indeed used, but the molten material does not penetrate into the interior hollow space of the mold according to its direction and speed. , but in a radial direction, so that there is always a risk of seeing the formation of blowholes, in particular if the parts to be produced have relatively thick walls.
Oreuses parts melted according to the process object of the invention new hearth produced either with or without a flange. In the case of melting bearings, worms or solid pieces of any shape, such as blocks, bars, plates, rollers or other parts of non-ferrous metals, or of iron, or of steel , the corresponding hollow spaces are arranged inside the mold either at the ends of the channels or at the center of the mold.
The accompanying drawings show by way of example various embodiments of the process according to the invention.
FIGS. 1 and 2 show a device allowing the implementation of said process for the manufacture of cylinders provided with flanges.
Fig. 1 is a longitudinal section.
Fig.2 is a section along the axis a-b of fig. 1.
Figs. 3 and 4 show in longitudinal section and in cross section the device for molding bearings. '
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Figs. 5 and 6 still show, in longitudinal section and in horizontal section, a device making it possible to produce, according to the same procedure, four massive pieces of different shape! These pieces can also be hollow.
Figs. 7 and 8 respectively show in cutaway and in plan the driving device of the centrifugal device.
On the plate a fixed on the vertical axis b, rest the mold in which the hollow cylinder e is to be melted, which must have internal flanges d. The mold contains the core d of any suitable material on which the necessary recesses for the internal flanges d are provided. The whole is covered on top by means of the plate g.
The core! comprises a central bore h communicating at the bottom through the channels 1 with the hollow space e to be filled. These channels are slightly bent as can be seen more particularly by the cross section of FIG. 2, so that the outgoing direction of the molten material roughly coincides with the direction of rotation of the mold indicated by arrow 4.
The axis b with the plate d and the mold c is set in rotation, then the metal is poured into the interior space h of the core f or again introduced under pressure by the particular arrangement of the inlet channels * The metal melt then passes through the channels and penetrates into the hollow space e between the core and the mold and fills the latter by going up to the top, also filling the hollow spaces provided in the inner flanges d, the plate g preventing the exit from above .. Due to the particular arrangement of the channels i in the space to be filled, there is a purely dynamic pressure which guarantees the filling.
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wise of the mold and in particular of the flanges.
The device according to Figs. 3 and 4 comes out to make naliers. On the plate 1 fixed on the vertical axis m is located the mold n in which must be melted, for example, various embodiments of bearings o with a rounded internal surface, an external surface having sharp edges and comprising perfectly recessed bases. - tangular. The mold contains the core of suitable material in which will be provided the channels for introducing the molten metal and the spaces for the metal fittings (regulates) to be introduced later, while the external shape of the parts to be produced is machined in the metal shell or made in a sand mold. Instead of the sand mold, a permanent (iron) mold can be used in the case of plain bearings. The whole is closed at the top by means of the plate s.
The core has a central bore! communicating at the bottom by means of the channels r with the spaces 1 to be filled. These channels are slightly bent as indicated more particularly by the cross section of fig.4 so that the direction of exit of the metal coincides approximately with the direction of rotation of the mold indicated by the arrow u.
The operation and use of this device correspond exactly to that of fig.l and 2, so that all open free spaces are filled. Due to the particular arrangement of the introduction channels, the disappearance of static pressure or even the relative speed of the metal introduced is always ensured, thus guaranteeing uniform filling of the sharp edges.
Figs. 5 and 6 represent the great variety of shapes of the parts without cores that can be produced according to
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the present proceeds .. The connecting channels 1 :: of the central pouring hole.! matching with hollow spaces
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v., 2, 1 representing parts of tangular, triangular, square and round rock sections. These solid parts - and just as well hollow parts - can be produced according to the present process in centrifugal cast iron, without any blowing and without lost heads, which until now was not possible.
We can'; even to melt blocks as well as so-called semi-finished products, such as platinum, bar, etc ... in non-ferrous metals, or in iron or steel and thus save the rolling which would surely be necessary to transform the raw block in semi-finished product.
It is also possible to bring from the foundry and more particularly in the hollow parts or in the bearings, tubes such as, for example, iron or copper coils which can serve as cooling coils or the like. If necessary, it is also possible to bring in the corresponding channels from the foundry, giving a suitable shape to the shell which in this case is in two or more parts.
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The arrangement rO; 1: t'és "1t 4i; s..7 and 8 serves as a drive motor for the centrifugal device and differs from similar known machines in that the friction reduction gear is used for driving the plate carrying the mold can be adjusted by means of a special auxiliary motor very conveniently during operation; it therefore becomes possible to adapt the rotational speed of the mold to the conditions at the time, so exact time and at the right time. For this purpose the friction wheel placed on the axis of the turntable can slide and move along this axis.
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by means of one or more threaded rods controlled by the common auxiliary motor.
In addition, a special pressing device is provided which presses the friction disc connected to the main motor and forming part of the mechanism, against the movable wheel with constant pressure.
In the example shown, the cage 1 is hollow and carries by means of a suitable bearing 2, the shaft 3 on which is located at the top a flat disc 4 intended to receive the mold. The shaft 3 is held at the bottom by a second bearing 5 and rests on a stop 6. On this shaft can slide a friction wheel 7, the displacement of which takes place along two keys 8 made integral. of the shaft 3. On the friction wheel 7 bears the cross member 9 having on each side a nut 10 or 11; these nuts are traversed by the vertical threaded rods 12 and 13 held at the top and at the bottom, and carrying at their lower ends a worm wheel 14 and 15.
These wheels cooperate with the screws 16 and 17 wedged on a common shaft 20 driven by the auxiliary motor 19 via the reduction gear 18. When the auxiliary motor 19 turns in one direction or the other, the nuts 10 and 11 and this fact the cross member 9 and the friction wheel 7 which is integral with it will be moved up or down by means of the two worm mechanisms.
The friction wheel 7 is supported on the friction plate 21 wedged on a shaft 22; this plate is rotated by the main motor 24 by means of a gear reducer 23. The shaft 22 can on the other hand be slightly displaced towards the friction plate 21 'in its longitudinal direction in order to be able to
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support said plate 21 on the wheel 7 with appropriate pressure. For this purpose we have -or --- seen a particular device formed by a lever 26 articulated at 35 and loaded by means of. movable weight 27. The lever surrounds by means of a suitable sleeve 28 a flange 29 of the shaft 22 and thus causes a continuous and uniform support of the friction wheel on the friction plate.
A brake 31 preferably subjected to the effect of an electromagnet 30 serves to immobilize the friction plate and thereby the whole mechanism and the whole device when the motor 24 is switched off.
The vertical shaft 3 controls, by means of an appropriate transmission 32, a revolution counter 33 in order to be able to determine at any time the number of revolutions of the disc 4 intended to receive the mold.
It is also possible to provide a safety device in the form of an electrical contact maintaining, on the one hand, the cross member or the friction wheel within pre-determined limits and returning the friction wheel to its position when the main motor is switched off. lowest so that when starting the device the masses are slowly accelerated
The clutch between the cross member 9 and the friction wheel 7 can be slightly elastic in order to avoid shocks.
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