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Procédé et machine pour mouler des pistons creux.
La présente invention concerne un procédé et une machine de moulage, particulièrement applicables au moulage des pistons.creux ou ouverts, tels que ceux qui sont utilisés dans lesmoteurs d'automobiles et d'aéronefs. On sait que ces pistons sont souvent moulés en métaux légers, tels que l'aluminium ou ses alliages, et que leur moulage est fait dans des moules métalliques permanents.
L'invention remédie 'aux divers,inconvénients des' procédés de moulage antérieus grâce à un procédé remar- quable notamment en ce que l'emprisonnement de l'air par le métal coulé dans le moule est évité, l'air se trouvant dans la cavité du moule peut s'échapper de cette cavité
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avant que celle-ci soit entièrement remplie de métal en fusion, la distribution de métal fondu aux parties inté- rieures d'une pièce moulée peut être continuée jusqu'à de que ces parties intérieures aient pris, de façon à éviter'va formation de criques, cavités;et de contraction de cristal- lisation du métal.
L'invention s'étend aussi à une machine appropriée à la mise en oeuvre de ce procédé d'une manière rationnelle et rapide, et dans laquelle les diverses opérations à exécu- ter sont à tous moments sous le contrôle de l'ouvrier qui la conduit.
Diverses autres caractéristiques de l'invention ressor- tiront de la description détaillée qui suit et des dessins annexés, dans lesquels :
La fig, 1 est une vue en coupe verticale de l'ensemble de la machine conforme à l'invention.
La fig.2 est une vue en plan du châssis de moulage et de ses tuyauteries.
La fig. 3 est une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la fig. 2.
La fig. 4 est une vue en coupe de détail du robinet de commande.
La fig. 5 est une vue analogue à la fig. 3, mais mon- trant le moule ouvert et l'élément central du noyau tiré en arrière.
La fig. 6 est une vue analogue à la fig. 5, mais montrant les éléments latéraux du noyau resserrés de façon à libérer la pièce moulée.
La fig. 7 est une vue en coupe verticale d'un piston moulé représenté dans sa position relative par rapport à
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l'ajutage de coulée et montrant le piston moulé juste après que le métal a complètement pris, cette figure étant une coupe suivant la ligne 7-7 de la fig. 8.
La fig. 8 est une vue en coupe suivant la ligne 8-8 de la fig. 7.
@ 1 désigne un four de tout type convenable, dans lequel est montée une cornue 2 destinée à contenir le métal à couler. Ce four 1 peut être chauffé de toute manière appro- priée. Dans le dessin, on a représenté un brûleur à huile 3 pour le chauffer. La cornue 2 est construite de façon à être-hermétique et elle comporte un raccord d'arrivée d'air
4 relié par un tuyau 5 à une source convenable de distribu- tion d'air,comprimé (non représentée). Cette cornue est munie d'un siphon ou ajutage 6 plongeant dans le métal fondu contenu dedans et s'élevant au-dessus d'elle pour débiter le métal liquide, comme on l'expliquera plus loin.
Un châssis de support 7, sur lequel le moule est monté, est disposé au-dessus de la cornue 2. Ce châssis 7 est supporté par deux bras 8, articulés en 9 de toute manière convenable sur le four 1, ou tout support approprié. Les pivots constituent une liaison articulée disposée de façon que le châssis 7¯puisse être abaissé, ou relevé, c'est-à- dire éloigné du siphon 6. Des rails 10, sur lesquels deux consoles 11 sont montées pour y coulisser, s'étendent dans le sens de la longueur du châssis 7 sur sa face de dessous.
Deux éléments de moule 13 sont montés sur ces consoles 11 de toute manière appropriée, par exemple à l'aide de boulons''-12. La construction est étudiée de façon qu'en rapprochant les consoles 11 l'une de l'autre sur le châssis
7 les éléments du moule soient assemblés de manière à le
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fermer, tandis qu'en déplaçant les consoles en sens inve-rse le moule puisse être ouvert pour dégager la pièce moulée.
La machine représentée est destinée au moulage de pistons creux ou ouverts, tels que ceux utilisés dans les moteurs d'automobiles. Dans'ce cas, les éléments 13 du moule peuvent être munis de tiges 14 s'étendant à l'intérieur du moule pour donner naissance aux trous destinés à recevoir les paliers de l'axe du piston.
Chacune des consoles 11 est reliée à une tige 15 portant un piston 16, destiné à travailler dans un cylindre hydrau- lique 17. Ces pistons peuvent être commandés par la pression hydraulique, comme on le décrora plus complètement plus loin, pour séparer les éléments 13 du moule ou pour les rassembler.
Les cylindres 17 sont montés sur des consoles convenables 18 disposées sur le châssis 7.
Deux barres 19 montées pour se déplacer longitudinale- ment sur le châssis s'étendent entre les éléments 13 du moule et la plaque supérieure de chaque console 11. Chacune de ces barres 19 porte, à son.extrémité intérieure, l'un des deux éléments extérieurs 20 d'un noyau de moulage res- serrable ea trois parties, dont le troisième élément est indiqué en 21. Chacune des barres 19 est articulée en 22 à une barre de manoeuvre 23, dont l'extrémité postérieure est articulée en 24 sur le châssis 7 et dont l'extrémité antérieure 25 sert de poignée de manoeuvre pour la commande des barres 23. En faisant pivoter ces barres autour de leurs pivots 24 pour les rapprocher ou au contraire en les, séparant, on peut respectivement resserrer ou écarter les éléments 20 du noyau.
Une console 26 montée en pont sur le châssis 7, au
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milieu de celui-ci supporte un cylindre hydraulique 27, dont le piston 28 est relié par la tige de piston 29 à l'élément central 21 du noyau.
Le poids du châssis 7 et des pièces montées sur lui est équilibré par un contrepoids 30, relié à ce châssis par un câble convenable 31, passant sur une poulie 32, montée sur un support convenable 33. Grâce à cette cons- truction, le châssis 7 peut être facilement élevé ou abaissé autour de l'articulation 9, de façon à descendre le moule sur le siphon 6 ou à le remonter pour l'éloigner de ce dernier.
Les cylindres 17 et 27 sont reliés à une source conve- nable de fluide hydraulique sous pression par un robinet combiné 34 représenté en coupe dans la fig. 4. On voit sur cette figure que ce robinet comporte une chambre cylindrique centrale 35 dans laquelle un obturateur 36 est monté pour tourner. La tige de cet obturateur est munie d'une manette
37 servant à l'actionner. Le corps de ce robinet 34 comporte une série de canaux représentés dans la fig. 4, qui communi- quent avec la chambre 35 et auxquels sont raccordés les divers tuyaux conduisant le fluide comprimé aux cylindres.
Le tuyau 38.qui aboutit au robinet 34 (Fig. 4) provient d'une source de fluide sous pression hydraulique convenable (non représentée) telle qu'une pompe à huile ou analogue.
Quant au tuyau 39 qui constitue l'échappement de ce robinet, il ramène ce fluide à un récipient convenable (non représenté) pour le faire recirculer. Le tuyau A conduit à l'extrémité inférieure du cylindre 27 et le tuyau D conduit à son extré- mité supérieure¯ Les tuyaux 31 et B1 conduisent aux extré- mités intérieures des cylindres 17, B1 allant au cylindre
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de gauche et B2 aux cylindres de droite, selon la fig. 2.
Les tuyaux C1 et C2 conduisent respectivement aux extré- mités extérieures des cylindres de gauche et de droite 17.
On voit que lorsque l'obturateur 36 est dans la position représentée dans la fig. 4, .l'arrivée 38 de fluide sous pression communique avec les tuyaux A. B1 et B2, tandis
1 que l'échappement 39 communique avec les tuyaux C1, C2 et D.
Dans cette position, le fluide sous pression est par con- séquent distribué à l'extrémité inférieure du cylindre 27 et aux extrémités inférieures des cylindres 17. Il s'ensuit que les pistons disposés dans tous ces cylindres sont repoussés vers l'extérieur, de manière à faire reculer l'élément 21 du noyau et à séparer les éléments 13 du moule, comme le montre la fig. 5. Lorsqu'on actionne la manette 37 pour faire tourner l'obturateur 36 de 90 et l'amener dans la position représentée en pointillé dans la fig. 4, les communications de ces cylindres sont inversées. G'est-à- dire que les tuyaux A, B1 et B2 sont reliés au tuyau d'échappement 39, tandis que les tuyaux C1, C2 et D sont reliés à la source de fluide sous pression 38.
Lorsque l'obturateur se trouve dans cette position, les pistons sont tous repoussés vers l'intérieur, c'est-à-dire dans la position représentée dans la fig. 3, pour laquelle l'élé- ment 21 du noyau est abaissé et les éléments 13 du moule rassemblés autour du noyau.
Des roinets de réglage 40 sont montés dans les tuyaux B1 et B2,de sorte que la vitesse d'écoulement du fluide par ces tuyaux peut être réglée. Ces robinets 40 sont réglés de façon à ralentir le courant dans une -mesure suf- fisante pour retarder quelque peu l'action des cylindres 17,
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de manière qu'ils fonctionnent après le cylindre 27. Il s'ensuit que l'élément 21 du noyau est tiré en arrière avant que les éléments du moule ne s'ouvrent et qu'il est réintroduit auncoeur du noyau avant que les éléments du moule ne se referment.
Le tuyau 5 conduit de l'air comprimé à la cornue 2 et est relié, en passant par un robinet 41, à un tuyau 42, venant d'une source de distribution d'air comprimé (non représentée). Un manomètre 43 est monté sur le tuyau 5, de façon à indiquer à l'ouvrier conduisant la machine la pression d'air qui est appliquée sur la surface du métal fondu se trouvant dans la cornue 2.
Pour faire fonctionner cette machine, en partant de la position pour laquelle le moule est fermé, l'ouvrier abaisse le châssis 7 à la main de façon à abaisser le moule 13 sur le siphon 6. Un tampon isolant 44, pouvant affecter la forme d'une rondelle en amiante ou autre matière convenable, peut être interposé entre le siphon et le moule, de manière - à empêcher un chauffage excessif du moule au contact du siphon et également pour empêcher toute fuite de métal fondu. Une fois qu'il a ainsi placé le 'moule sur le siphon, l'ouvrier manoeuvre le robinet 41 pour faire arriver de l'air comprimé dans la cornue 2 jusqu'à ce qu'une certaine pres- sion prédéterminée (indiquée par le manomètre 43) soit atteinte. L'ouvrier apprend rapidement par l'expérience quelle est l'exacte pression nécessaire pour donner les meilleurs résultats à chaque moulage.
La pression engendrée sur la surface du métal fluide se trouvant dans la cornue 2 refoule de métal qui s'élève par le siphon 6 dans l'in- térieur du moule. Le métal s'élève alors dans le moule,
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tandis que l'air qu'il contient est refoulé à l'extérieur par des évents convenables ménagés dans la partie supérieure du moule. Les intervalles ou fissures se trouvant entre, les éléments du moule constituent ordinairement des évents suffisants. La pression peut être réglée de manière que le courant de métal soit calme, mais qu'il soit cependant suf- fisamment rapide pour remplir complètement le moule avant que le métal prenne. Lorsque le moule est plein, on ferme le robinet 41, en coupant ainsi l'arrivée de fluide sous pression dans la cornue.
Ce robinet est établi de façon à permettre en même temps l'échappement de l'air sous pres- sioii de la cornue.
Après avoir attendu un temps suffisant pour permettre au métal de sesclidifier, l'ouvrier relève le châssis 7, en le faisant pivoter autour de son articulation 9 pour le ramener à la position de la fig, 1. Puis il renverse la manette 37 dans la position de la fig. 4, après quoi les cylindres 27 et 17 fonctionnent, toutd'abord pour tirer l'élément 21 du noyau en arrière, ensuite pour ouvrir le moule. Cette manoeuvre amène les pièces dans la position représentée dans la fig. 5, position pour laquelle le moule est ouvert, l'élément 21 du noyau est tiré en arrière et la pièce moulée 45 est maintenue suspendue sur les éléments extérieurs 20 du noyau.
L'ouvrier saisit maintenant la pièce moulée avec une paire de pinces, puis il manoeuvre les manettes 25 pour repousser les éléments 20 du noyau vers l'intérieur dans leur position de resserrage, représentée dans la fig. 6. La pièce moulée est désormais entièrement libre et peut être retirée. Après le retrait de cette pièce moulée, les éléments 20 du noyau sont tout d'abord séparés
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en manoeuvrant les manettes 25, puis on fait pivoter la manette 37 pour la ramener à sa position originelle, sur quoi les cylindres fonctionnent tout d'abord pour ramener l'élément 21 du noyau à sa position et ensuite pour fermer les éléments 13 du' moule. Le cycle des opérations décrit ci-dessus peut alors être recommencé pour faire une nouvelle pièce moulée.
Pour assurer que le métal se trouvant dans le siphon 6 reste fluide, un brûleur 46 peut être disposé de façon à projeter une flamme contre ce siphon. Ce brûleur peut être disposé de façon à maintenir le siphon à une température élevée, et on peut ainsi régler la température du métal a passant par ce siphon.
Dans des pièces moulées qui comportent certaines parties plus lourdes (par exemple des parties de plus grand volume) que d'autres parties de ces pièces, la chambre du moule est, de préférence, disposée de façon que ces parties plus lourdes se trouvent en bas et que la gueule ou entonnoir de refoule- ment du métal communique aussi directement que possible avec ces parties plus lourdes. Dans les figs. 7 et 8, les parties les plus lourdes du piston moulé, à savoir celles dans les- quelles sont ménagées les rainures à segments et les zones de fond 50 et 51 sont placés, en bas. Dans le piston repré- senté, il y a aussi une cloison ou aile relativement lourde
52 qui s'étend en travers du fond.
Dans des pièces moulées de ce genre, il était difficile, lorsqu'elles étaient faites selon les procédés antérieurs, d'éviter les criques, cavités ou porosités dues à la contraction cristalline, dans les par- ties 50, 51 et 52. Or, on sait qu'il est particulièrement important d'éviter ces défauts dans ce type de piston,
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spécialement dans leurs fonds.
Conformément à l'invention, 1entonnoir¯ ou jet de coulée 53 est placé de façon à entrer dans le fond 50 de la pièce moulée sensiblement en son milieu. Cet entonnoir 53 comporte un col resserré 54 écarté d'une distance appropriée du fond 50 du piston. Des ailes latérales 55, qui peuvent aller en s'effilant vers la circonférence extérieure du fond du pistou, s'étendent en directions opposées en partant de la gueule 54 de l'entonnoir 53 et le long de l'axe du touril- lon du piston. Ces ailes peuvent être relativement étroites et constituer un trajet direct pour le courant de métal allant sur les cd és du piston où sont placés les bossages porte-paliers de l'axe-tourillon du piston.
Il s'ensuit qu'un rapide courant de métal vers ces parties est possible et qu'on assure ainsi un trajet direct au courant de métal allant aux parties massives de la pièce moulée. Ceci empêche que le métal prenne avant qu'il arrive à son emplacement convenable dans le moule, tout en le maintenant à un état suffisamment fluide pour qu'il parvienne dans toutes les parties de la cavité du moule,'ce qui permet de faire une pièce .coulée parfaite. De même, ces ailes aident beaucoup à tenir compte de la contraction cristalline dans les parties 50, 51 et 52 en fournissant du'métal directement à ces parties.
Le col resserré 54 constitue un point du trajet du courant de métal auquel le trajet est le plus étranglé. Ce point est espacé de façon appropriée à la fois du corps de la pièce moulée et du siphon 6. Il y a lieu de remarquer que c'est eu ce point que le courant de métal fondu allant à la pièce moulée est le plus rapide. Il y a aussi un
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courant de chaleur à travers le métal allant du siphon chauffé à la pièce moulée et c'est à la hauteur du col 54 que ce courant de chaleur est également le plus concentré
Par suite, les meilleurs conditions de fluidité du métal coulant à la pièce moulée sont celles qui règnent à la hau- teur du col 54. On voit que tout est étudié de façon que le métal coule à la cavité du moule de façon à s'élever dans cette cavité d'une manière symétrique.
Comme c'est le métal se trouvant dans le col 54 qui possède la plus grande concentration de chaleur, il est encore liquide lorsque le reste du métal contenu dans l'entonnoir se solidifie. En conséquence, lorsque le moule est retiré du siphon, cette partie liquide revient au siphon et la coulée est pratique- ment terminée au col 54.
Afin d'assurer que le métal coule librement et qu'il reste à un état suffisamment fluide même jusqu'à ce qu'il arrive à des parties distantes du moule, le siphon 6 peut être chauffé séparément par tout moyen convenable, par exemple à l'aide d'un brûleur 46 disposé pour projeter une flamme contre ce siphon. Conformément à l'invention, le siphon ou ajutage est chauffé à une température voulue pour maintenir le métal liquide.qui s'y trouve à une température sensiblement supérieure au point de fusion normal du métal.
Par exemple, si le point de fusion normal du métal à mouler est aux environs de 600 C, le siphon ou ajutage peut être maintenu à une température telle qu'il maintienne le métal qui y est contenu aux environs de 7000 C. On a constaté qu'en'chauffant ainsi le métal en fusion juste au moment où il entre dans'le moule, il est maintenu à un état très fluide jusqu'à ce qu'il ait eu une occasion d'entrer dans tous les
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recoins de la cavité du moule, de façon à former une pièce moulée parfaite, après quoi il se refroidit.progressivement, en prenant tout d'abord aux extrémités les plus éloignées de la gueule ou entonnoir de coulée, puis progressivement le long du piston, le fond de celui-ci prenant en dernier.
Le tampon isolant 44 assure que la haute température du siphon ou ajutage 6 ne chauffe pas excessivement le moule même. Il s'ensuit que l'absorption de chaleur de la pièce moulée par le moule n'est pas gênée.
En même temps, le bec 56 du siphon ou ajutage de coulée qui s'étend dans la gueule du moule est appropriée à fournir de la chaleur au métal qui s'y trouve, cette chaleur arri- vant du siphon ou ajutage fortement chauffé, dt de ce fait à empêcher que la partie inférieure de la pièce moulée prenne prématurément.
On voit que, grâce à cette machine simple à faire -fonctionner, on peut fabriquer rapidement des pièces moulées., Le moule est disposé de façon à être rapproché et éloigné du siphon ou ajutage qui distribue le métal à mouler. Les dispositifs hydrauliques sont destinés à exercer rapidement une force suffisante pour manoeuvrer les éléments du moule et du noyau, ceci se faisant avec peu d'effort de la part de l'ouvrier conduisant la machine. Le métal est amené à couler dans le moule de bas en haut sous une pression réglée et la pression réelle est indiquée à tous moments à l'ouvrier, qui peut ainsi procéder de temps en temps à de légers réglages de cette pression pour tenir compte des conditions du moment de la machine.
Il est par suite aisé pour l'ouvrier d'apprendre par une petite expérience exac- tement comment il faut régler l'opération de moulage de façon à produire un minimum de pièces moulées défectueuses.
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Method and machine for molding hollow pistons.
The present invention relates to a molding method and machine, particularly applicable to the molding of hollow or open pistons, such as those used in automobile and aircraft engines. It is known that these pistons are often cast in light metals, such as aluminum or its alloys, and that their molding is done in permanent metal molds.
The invention overcomes the various drawbacks of the prior molding processes by virtue of a remarkable process, in particular in that the entrapment of air by the metal cast in the mold is avoided, the air being in the mold. mold cavity can escape from this cavity
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before this is completely filled with molten metal, the distribution of molten metal to the inner parts of a casting may be continued until these inner parts have set, so as to avoid formation of cracks, cavities, and metal crystallization contraction.
The invention also extends to a machine suitable for carrying out this process in a rational and rapid manner, and in which the various operations to be carried out are at all times under the control of the worker who uses it. led.
Various other characteristics of the invention will emerge from the detailed description which follows and from the accompanying drawings, in which:
Fig, 1 is a vertical sectional view of the entire machine according to the invention.
Fig. 2 is a plan view of the molding frame and its pipes.
Fig. 3 is a sectional view taken along line 3-3 of FIG. 2.
Fig. 4 is a detailed sectional view of the control valve.
Fig. 5 is a view similar to FIG. 3, but showing the mold open and the central part of the core pulled back.
Fig. 6 is a view similar to FIG. 5, but showing the side elements of the core tightened so as to release the molded part.
Fig. 7 is a vertical sectional view of a molded piston shown in its position relative to
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the casting nozzle and showing the piston cast just after the metal has fully set, this figure being a section taken along line 7-7 of FIG. 8.
Fig. 8 is a sectional view taken along line 8-8 of FIG. 7.
@ 1 denotes a furnace of any suitable type, in which is mounted a retort 2 intended to contain the metal to be cast. This oven 1 can be heated in any suitable manner. In the drawing, there is shown an oil burner 3 for heating it. Retort 2 is constructed to be airtight and has an air inlet connection
4 connected by a pipe 5 to a suitable source of compressed air distribution (not shown). This retort is provided with a siphon or nozzle 6 plunging into the molten metal contained therein and rising above it to discharge the liquid metal, as will be explained later.
A support frame 7, on which the mold is mounted, is arranged above the retort 2. This frame 7 is supported by two arms 8, articulated at 9 in any suitable manner on the furnace 1, or any suitable support. The pivots constitute an articulated connection arranged so that the frame 7 can be lowered or raised, that is to say away from the siphon 6. Rails 10, on which two consoles 11 are mounted to slide therein, s' extend in the direction of the length of the frame 7 on its underside.
Two mold elements 13 are mounted on these consoles 11 in any suitable manner, for example using bolts '' - 12. The construction is studied so that by bringing the consoles 11 closer to each other on the chassis
7 the elements of the mold are assembled so as to
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close, while by moving the consoles in the reverse direction the mold can be opened to release the molded part.
The machine shown is intended for molding hollow or open pistons, such as those used in automobile engines. In this case, the elements 13 of the mold may be provided with rods 14 extending inside the mold to give rise to the holes intended to receive the bearings of the piston pin.
Each of the consoles 11 is connected to a rod 15 carrying a piston 16, intended to work in a hydraulic cylinder 17. These pistons can be controlled by hydraulic pressure, as will be described more fully below, to separate the elements 13. from the mold or to put them together.
The cylinders 17 are mounted on suitable consoles 18 arranged on the frame 7.
Two bars 19 mounted to move longitudinally on the frame extend between the elements 13 of the mold and the upper plate of each bracket 11. Each of these bars 19 carries, at its inner end, one of the two elements. exterior 20 of a three-part resettable molding core, the third element of which is indicated at 21. Each of the bars 19 is articulated at 22 to an operating bar 23, the rear end of which is articulated at 24 on the frame 7 and the front end 25 of which serves as an operating handle for controlling the bars 23. By pivoting these bars around their pivots 24 to bring them closer together or, on the contrary, by separating them, it is possible to respectively tighten or separate the elements 20 of the core.
A console 26 mounted as a bridge on the chassis 7, at
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middle thereof supports a hydraulic cylinder 27, the piston 28 of which is connected by the piston rod 29 to the central element 21 of the core.
The weight of the frame 7 and the parts mounted on it is balanced by a counterweight 30, connected to this frame by a suitable cable 31, passing over a pulley 32, mounted on a suitable support 33. Thanks to this construction, the frame 7 can be easily raised or lowered around the articulation 9, so as to lower the mold onto the siphon 6 or to raise it to move it away from the latter.
The cylinders 17 and 27 are connected to a suitable source of pressurized hydraulic fluid by a combination valve 34 shown in section in FIG. 4. It can be seen in this figure that this valve comprises a central cylindrical chamber 35 in which a shutter 36 is mounted to rotate. The stem of this shutter is fitted with a lever
37 used to actuate it. The body of this valve 34 comprises a series of channels shown in FIG. 4, which communicate with chamber 35 and to which are connected the various pipes conveying the compressed fluid to the cylinders.
Hose 38 which terminates at tap 34 (Fig. 4) is from a suitable hydraulic pressurized fluid source (not shown) such as an oil pump or the like.
As for the pipe 39 which constitutes the exhaust from this valve, it brings this fluid back to a suitable container (not shown) to recirculate it. Pipe A leads to the lower end of cylinder 27 and pipe D leads to its upper end tuyaux Pipes 31 and B1 lead to the inner ends of cylinders 17, B1 going to the cylinder
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left and B2 to the right cylinders, according to fig. 2.
The pipes C1 and C2 lead respectively to the outer ends of the left and right cylinders 17.
It can be seen that when the shutter 36 is in the position shown in FIG. 4, the arrival 38 of pressurized fluid communicates with the pipes A. B1 and B2, while
1 that the exhaust 39 communicates with the pipes C1, C2 and D.
In this position, the pressurized fluid is consequently distributed to the lower end of the cylinder 27 and to the lower ends of the cylinders 17. It follows that the pistons arranged in all these cylinders are pushed outwards, thus so as to move the element 21 back from the core and to separate the elements 13 from the mold, as shown in FIG. 5. When the lever 37 is actuated to rotate the shutter 36 by 90 and bring it to the position shown in dotted lines in fig. 4, the communications of these cylinders are reversed. That is, the pipes A, B1 and B2 are connected to the exhaust pipe 39, while the pipes C1, C2 and D are connected to the source of pressurized fluid 38.
When the shutter is in this position, the pistons are all pushed inwards, that is to say in the position shown in fig. 3, for which the element 21 of the core is lowered and the elements 13 of the mold gathered around the core.
Regulating rings 40 are fitted in the pipes B1 and B2, so that the speed of the fluid flow through these pipes can be adjusted. These taps 40 are adjusted so as to slow the current to a sufficient extent to somewhat delay the action of the cylinders 17,
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so that they operate after the cylinder 27. It follows that the element 21 of the core is pulled back before the elements of the mold open and that it is reintroduced into the core of the core before the elements of the mold. mold does not close.
The pipe 5 conducts compressed air to the retort 2 and is connected, passing through a valve 41, to a pipe 42, coming from a compressed air distribution source (not shown). A pressure gauge 43 is mounted on the pipe 5, so as to indicate to the worker operating the machine the air pressure which is applied to the surface of the molten metal in the retort 2.
To operate this machine, starting from the position for which the mold is closed, the worker lowers the frame 7 by hand so as to lower the mold 13 onto the siphon 6. An insulating pad 44, which can have the shape of A washer of asbestos or other suitable material may be interposed between the siphon and the mold, so as to prevent excessive heating of the mold in contact with the siphon and also to prevent leakage of molten metal. Once he has thus placed the mold on the siphon, the worker operates the valve 41 to bring compressed air into the retort 2 until a certain predetermined pressure (indicated by the pressure gauge 43) is reached. The worker quickly learns from experience what the exact pressure is necessary to give the best results with each molding.
The pressure generated on the surface of the fluid metal in the retort 2 pushes the metal which rises through the siphon 6 into the interior of the mold. The metal then rises in the mold,
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while the air it contains is forced outside through suitable vents in the upper part of the mold. With the gaps or cracks between the mold elements usually provide sufficient vents. The pressure can be adjusted so that the flow of metal is calm, but is still fast enough to completely fill the mold before the metal sets. When the mold is full, the valve 41 is closed, thus cutting off the flow of pressurized fluid into the retort.
This valve is established so as to allow at the same time the escape of the air under the pressure of the retort.
After having waited a sufficient time to allow the metal to clidify, the worker raises the frame 7, by making it pivot around its articulation 9 to bring it back to the position of fig, 1. Then he reverses the lever 37 in the position of fig. 4, after which the cylinders 27 and 17 operate, first to pull the element 21 of the core back, then to open the mold. This maneuver brings the parts into the position shown in FIG. 5, position for which the mold is open, the element 21 of the core is pulled back and the molded part 45 is kept suspended on the outer elements 20 of the core.
The worker now grasps the molded part with a pair of pliers, then he operates the levers 25 to push the elements 20 of the core inwards into their tightening position, shown in FIG. 6. The molded part is now completely free and can be removed. After removing this molded part, the core elements 20 are first separated.
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by maneuvering the levers 25, then the lever 37 is rotated to return it to its original position, whereupon the cylinders operate first to return the element 21 of the core to its position and then to close the elements 13 of the ' mold. The cycle of operations described above can then be started again to make a new molded part.
To ensure that the metal in the siphon 6 remains fluid, a burner 46 can be arranged so as to project a flame against this siphon. This burner can be arranged so as to maintain the siphon at a high temperature, and the temperature of the metal passing through this siphon can thus be adjusted.
In molded parts which have some parts that are heavier (eg parts of larger volume) than other parts of those parts, the mold chamber is preferably arranged so that these heavier parts are at the bottom. and that the mouth or discharge funnel of the metal communicates as directly as possible with these heavier parts. In figs. 7 and 8, the heaviest parts of the molded piston, namely those in which the segment grooves and the bottom regions 50 and 51 are formed, are placed at the bottom. In the piston shown there is also a relatively heavy bulkhead or wing
52 which extends across the bottom.
In such castings it was difficult, when made according to the prior processes, to avoid cracks, cavities or porosities due to crystalline contraction in parts 50, 51 and 52. Now, we know that it is particularly important to avoid these defects in this type of piston,
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especially in their funds.
According to the invention, the funnel or pouring jet 53 is placed so as to enter the bottom 50 of the molded part substantially in its middle. This funnel 53 has a tight neck 54 spaced an appropriate distance from the bottom 50 of the piston. Lateral wings 55, which may tap out towards the outer circumference of the bottom of the pistou, extend in opposite directions starting from the mouth 54 of the funnel 53 and along the axis of the journal of the piston. piston. These wings can be relatively narrow and constitute a direct path for the metal current going to the cd és of the piston where the bearing support bosses of the piston pin are placed.
As a result, a rapid flow of metal to these parts is possible and thus provides a direct path for the flow of metal going to the solid parts of the molded part. This prevents the metal from setting before it arrives at its proper location in the mold, while keeping it in a sufficiently fluid state to reach all parts of the mold cavity, thereby making it possible to build up a solid state. perfect casting. Likewise, these wings help a great deal to account for crystal contraction in parts 50, 51 and 52 by supplying metal directly to these parts.
The tight neck 54 constitutes a point in the path of the metal stream at which the path is most constricted. This point is suitably spaced from both the body of the casting and the siphon 6. Note that it is at this point that the flow of molten metal to the casting is fastest. There is also a
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heat current through the metal going from the heated siphon to the molded part and it is at the height of the neck 54 that this heat current is also the most concentrated
Consequently, the best conditions of fluidity of the metal flowing to the molded part are those which prevail at the height of the neck 54. It can be seen that everything is designed so that the metal flows to the cavity of the mold so as to s' rise in this cavity in a symmetrical manner.
Since it is the metal in the neck 54 that has the greatest concentration of heat, it is still liquid when the rest of the metal in the funnel solidifies. Consequently, when the mold is removed from the siphon, this liquid part returns to the siphon and the casting is almost complete at neck 54.
In order to ensure that the metal flows freely and that it remains in a sufficiently fluid state even until it reaches distant parts of the mold, the siphon 6 can be heated separately by any suitable means, for example by using a burner 46 arranged to project a flame against this siphon. In accordance with the invention, the siphon or nozzle is heated to a temperature desired to maintain the liquid metal which is therein at a temperature substantially above the normal melting point of the metal.
For example, if the normal melting point of the metal to be cast is around 600 ° C, the siphon or nozzle can be maintained at a temperature such that it maintains the metal contained therein at around 7000 ° C. that by thus heating the molten metal just as it enters the mold, it is maintained in a very fluid state until it has had a chance to enter all
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recesses of the mold cavity, so as to form a perfect molded part, after which it cools down gradually, taking first at the ends furthest from the mouth or pouring funnel, then gradually along the piston, the bottom of it taking last.
The insulating pad 44 ensures that the high temperature of the siphon or nozzle 6 does not overheat the mold itself. As a result, the heat absorption of the molded part by the mold is not hampered.
At the same time, the spout 56 of the siphon or pouring nozzle which extends into the mouth of the mold is suitable for supplying heat to the metal therein, this heat arriving from the strongly heated siphon or nozzle, dt thereby preventing the lower part of the molded part from prematurely premature.
It can be seen that, thanks to this simple machine to operate, it is possible to quickly manufacture molded parts., The mold is arranged so as to be brought together and away from the siphon or nozzle which distributes the metal to be molded. The hydraulic devices are intended to rapidly exert sufficient force to operate the mold and core elements, this being done with little effort on the part of the worker driving the machine. The metal is made to flow in the mold from bottom to top under a regulated pressure and the real pressure is indicated at all times to the worker, who can thus make from time to time slight adjustments of this pressure to take account of the pressure. current conditions of the machine.
It is therefore easy for the worker to learn from a little experience exactly how to adjust the molding operation so as to produce a minimum of defective moldings.