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Moule de ooulée pour cylindres à ailettes, à refroi- @ dissement par l'air, ou pièces analogues.
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La présente invention se rapporte à un moule de coulée pour des cylindres à ailettes refroidis par l'air ou pour des pièces analogues. On a l'habitude jusqu'à présent de couler ces pièces dans des moules en deux parties qui sont préparés au moyen de modèles. La fabrication des moules en deux pièces est très compliquée, longue et difficile et le travail peut être exécuté seulement par un mouleur qualifié. On ne peut tasser le sable de moulage dans les fentes étroites entre les nervures du modèle, on doit se limiter à le projeter et à armer les pièces moulées en forme d'ailettes au moyen d'un grand nombre de chevilles.
Les chevilles se déplacent fréquemment et sont prises dans la ooulée de sorte qu'il faut les détacher lors de l'ébarbage et la pièce coulée est alors facilement endommagée. Le moule de ooulée usuel a l'inconvénient que le cylindre de coulée possède une trace de joint faisant tout le tour et a en général un très vilain aspect. Les moitiés d'ailettes sont le plus souvent décalées
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l'une par rapport à l'autre aux endroits des joints. La pièce coulée est rarement exacte quant aux mesures parce que le modèle ne peut pas être retiré commodément du moule, spécialement lorsque les ailettes sont très rapprochées et possèdent une minime épaisseur de paroi, ce qui est avantageux pour un refroidissement efficace. L'ébarbage de la pièce ooulée offre des difficultés spéciales.
Un bon ébarbage est presque impossible entre les ailettes minces rapprochées et il se produit facilement une rupture des ailettes, de sorte que dans ce procédé il y a relativement beaucoup de déchets.
A cause de la nécessité de retirer le modèle du moule, on est gêné dans la conformation libre de la pièce à couler et on ne peut fréquemment pas choisir pour cette raison la conformation et la disposition qui sont le plus favorables, par exemple pour l'effet de refroidissement.
On connaît en outre déjà, en vue de la coulée de culasses de cylindres pourvues d'ailettes de refroidissement pour des moteurs à refroidissement à air, un moule de coulée formé de plaques de noyau métalliques superposées qui forment par paires la partie de moule correspondant à une ailette de la pièce coulée ; dans ce moule les plaques de noyau sont divisées suivant une coupe axiale du cylindre, et par suite de cette division longitudinale on peut les retirer latéralement de la pièce coulée terminée, après la coulée. Ce moule de coulée ne permet pas un retrait irréprochable de la pièce coulée et laisse dans celle-ci une trace de joint de coulée s'étendant sur toute la coupe axiale.
Par suite de la nécessité de l'enlèvement latéral des plaques de noyau, on est gêné dans la constitution des ailettes et on est limité à une forme lisse allant en s'amincissant vers les bords extérieurs.
Lors de l'enlèvement des plaques qui doit se faire alors que la pièce coulée était encore à l'état pâteux, il se produit
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facilement des détériorations des ailettes ou de la pièce.
En comparaison de ce qui est connu, la présente invention oonsiste en ce que dans un moule de coulée pour cylindre à ailettes refroidi par de l'air ou des pièces analogues, qui est oomposé de plaques posées à plat l'une sur l'autre dont deux plaques voisines forment la partie de moule correspondant à une ailette de la pièce, les parties de noyau en forme de plaques sont fabriquées en sable sous la forme de plaques non divisées. Par conséquent, la pièce moulée peut se contracter sans gêne et ne possède pas de trace de joint. A part le modèle d'ailette, très simple, nécessaire pour la formation des plaques de noyau il ne faut pas, pour cette disposition et cette conformation du moule, de modèle du corps de coulée, et les inconvénients liés au moulage suivant le modèle n'apparaissent par conséquent pas.
Comme les noyaux tombent d'euxmêmes et qu'on produit des surfaces de ooulée lisses, l'ébarbage de la pièce coulée est notablement facilité et devient dans certaines circonstances tout à fait superflu. Aucune obligation n'existe concernant la conformation du moule des ailettes, on peut donner à la pièce et aux ailettes n'importe quelle forme, appropriée particulièrement à l'applioation de refroidissement, par exemple une forme croisée, une forme ondulée, ou une forme analogue. Pour la fabrication du moule, il faut seulement deux caisses à noyau simples, des clous de noyau ne sont pas nécessaires et dans la fabrication des parties du moule délimitant les cavités des ailettes, le sable peut être tassé comme d'habitude. Il n'y a pas de trace de joint vu que les joints de division coïncident avec les arêtes des ailettes.
La fabrication du moule s'effectue beauooup plus rapidement vu que les pièces de noyau en forme de plaques peuvent être fabriquées par des noyauteuses inexpérimentées et la constitution du moule au moyen des plaques
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n'offre aucune difficulté.
Il est connu de constituer au moyen de pièces individuelles en forme de plaques non divisées, un moule pour la coulée de vilebrequins à quatre manivelles décalées de 90 et à poids d'équilibrage, pour des moteurs à combustion interne et autres.
Cette constitution du moule de coulée est destinée à éliminer les difficultés résultant de la fabrication de semblables arbres par coulée au lieu du forgeage et qui sont provoquées par l'allure irrégulière inévitable des branches de l'arbre et rendent impossible l'emploi des moules de coulée usuels.
Les raisons qui ont conduit, pour la coulée de semblables arbres à quatre manivelles décalées de 90 , à la constitution en forme de plaques du moule de coulée sont donc complètement autres que celles qui mont déterminantes pour la même constitution du moule de coulée pour un cylindre de moteur à refroidissement par l'air et des pièces analogues coulées,
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poiirmies t1'An()tt(,> (1(.1 "('>ft"oi(Ht'!(.Im(,1'I1. $:u1"1"\1lnt la présente invention. Par conséquent, le moule de coulée connu pour un arbre à manivelles ne pouvait inciter à essayer l'emploi d'un moule de coulée construit de la même manière pour la coulée de cylindres de moteurs à refroidissement par l'air et ne l'a pas fait.
Les cylindres à ailettes pour moteurs à refroidissement par l'air sont au contraire toujours fabriqués jusqu'à présent dans des moules de coulée en deux pièces, car leur conformation et leur disposition n'offrent aucune difficulté à l'emploi des moules usuels de coulée. Mais la fabrication et l'emploi de ces moules de coulée sont liés aux inconvénients exposés précédemment, qui ne sont pas à envisager toutefois pour la coulée d'arbres à quatre manivelles.
La constitution en forme de plaques du moule de coulée pour un cylindre de moteur refroidi par l'air offre en outre
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des possibilités surprenantes pour une conformation avantageuse des ailettes de refroidissement; les traverses reliant les ailettes en vue du renforcement de celles-ci peuvent être établies en nombre quelconque et en n'importe quel endroit. Ces traverses de renforcement peuvent également être formées par des barres métalliques qui sont insérées, comme pièces à incorporer dans la coulée, dans les plaques des noyaux.
Les plaques de noyaux possèdent avantageusement en vue du guidage et en vue d'empêcher la rotation dans le corps de moule, au bord périphérique extérieur, un méplat auquel correspond un guidage parallèle à l'axe, de même forme de section transversale, du côté intérieur du corps de moule. D'autres avantages du moule de''coulée suivant la présente invention résident dans l'économie de sable et de clous de moulage, ces derniers n'étant pas du tout employés.
Il est particulièrement avantageux de fabriquer les plaques de noyaux non pas en sable pur mais en copeaux de fer ou en un mélange de sable et de copeaux de fer, pour faire concorder suivant le désir la dureté, le grain et le caractère lisse de la pièce coulée. Si les plaques de noyau sont fabriquées uniquement en copeaux de fer, on obtient une coulée analogue à la coulée en coquille.
Suivant la présente invention, les plaques de noyau en sable sont insérées dans des montures en fer ou en métal ou fabriquées dans des montures en forme d'anneaux ou de plaques en fer ou en métal, lesquelles correspondent exactement à la périphérie extérieure à la section creuse du corps de moule.
Grâce aux plaques métalliques, qui peuvent toujours être utilisées à nouveau, on produit une bonne assise et un guidage précis des plaques de noyau dans le corps de moule et en outre l'épaisseur exacte des plaques de noyau, des moules
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creux pour les ailettes et des ailettes à fabriquer, dans le corps moulé.
Suivant la présente invention, les plaques de noyau de sable enchâssées dans une plaque métallique peuvent également être employées sans caisse de moulage de telle manière que les montures métalliques forment elles-mêmes la boîte de moulage.
Il suffit à cet effet de relier les anneaux empilés les uns aux autres, par exemple par vissage, de telle manière qu'ils forment eux-mêmes une botte de moulage. On supprime ainsi les caisses de moulage, ce qui est avantageux à cause des formes de contour différentes se présentant des plaques de noyau et, par conséquent, aussi des montures des plaques de noyau,
Il est à remarquer à ce sujet qu'il est connu de maintenir dans leur position relative des moules de coulée qui sont constitués par des pièces métalliques et des masses de moulage, à l'aide de boulons de guidage et d'organes analogues.
La présente invention offre encore la possibilité de couler l'un au-dessus de l'autre dans un corps de moulage deux ou plusieurs cylindres et de supprimer ainsi un noyau supérieur et un noyau inférieur qui servent à maintenir le trou de coulée et le noyau du creux intérieur.
Suivant la présente invention, on peut en outre insérer dans les cavités du moule correspondant aux ailettes de la pièce coulée à fabriquer, des anneaux métalliques plats cor- respondant exactement aux ailettes, qui possèdent à leur bord annulaire intérieur une saillie de seotion d'une forme taillée en retrait (forme en queue d'aronde) saillie qui s'avance dans la cavité du moule servant à la formation de la paroi du cylindre et est fixée à la paroi du cylindre lors de la ooulée de celui-ci par l'écoulement du métal, soudure ou fusion avec le métal de la coulée. Ces anneaux formant
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les ailettes peuvent être fabriqués par pressage ou par un autre mode queloonque de travail, en une pièce.
Les ailettes fabriquées spéoialement, fixées dans le cylindre de coulée par l'écoulement du métal de coulée autour d'elles et qui peuvent être faites en acier ou en un métal léger, ont l'avantage qu'elles ne peuvent se briser, ce qui arrive facilement lors- que les ailettes sont coulées avec le cylindre. Suivant un procédé modifié, le manchon du cylindre, complètement coulé, est inséré comme noyau dans le moule et on coule seulement autour du cylindre les ailettes en fer, en acier ou en métal léger, de telle façon qu'elles sont fixées sur le cylindre par le retrait du métal lors de la prise.
Les dessins représentent comme exemple de réalisation de l'invention,un moule de coulée pour un cylindre à ailettes.
La fig. 1 est une coupe partielle verticale du moule suivant l'axe du cylindre.
La fig. 2 est une coupe transversale suivant la ligne A-B de la fig. 1.
Les fig. 3 et 4 montrent en coupe partielle verticale par l'axe du cylindre et en coupe transversale suivant la.ligne C-D de la fig. 3, un certain nombre de pièces de noyau 3 en forme de plaques empilées les unes sur les autres. Les piè- ces de noyau 3 sont faites en sable chacune dans une plaque métallique annulaire 8 et au moyen de ces plaques dont la forme périphérique correspond à la section transversale du creux de la caisse de moulage 1, elles sont insérées dans la caisse de moulage 1. Pour éviter la rotation, les pièces de noyau possèdent en un endroit de la périphérie un méplat 4 auquel correspond un épaississement 5¯ en forme de moulure, parallèle à l'axe, sur la face intérieure du corps de moule 1, épaississement qui possède en coupe transversale la même forme que le méplat des plaques de noyau.
Les plaques de
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noyau 3 ont une forme telle pour ce qui concerne leur moitié annulaire intérieure que deux plaques voisines délimitent ohaque fois la cavité 6 nécessaire pour la formation d'une ailette de la pièce coulée (voir fig. 1).
Les cavités 6 des ailettes sont reliées, à une petite distance de leur arête extérieure, par des brèches 2 des plaques de noyau, ces brèches servant à la formation de traverses de liaison et de renforcement entre les ailettes de la pièce coulée. Ces traverses peuvent toutefois aussi être formées par des barres insérées, en un métal approprié, qui sont placées dans des brèches des plaques de noyau.
Dans la forme de réalisation suivant les f ig. 3 et 4, on a inséré dans les cavités servant à la formation des ailettes et qui sont délimitées chaque fois par deux plaques de noyau 3, des plaques annulaires plates 9 qui correspondent, pour ce qui concerne les formes de leur périphérie et de leur section transversale, aux ailettes de là pièce coulée et possèdent à leur arête annulaire intérieure une saillie la à section en queue d'aronde qui s'avance dans la cavité 11 du moule servant à la formation de la paroi du cylindre. Lors de la coulée de la pièce, ces saillies sont noyées dans le métal de coulée de la paroi du cylindre ou se soudent ou se scellent par fusion à cette paroi. Les ailettes 8 en forme d'anneaux sont pressées d'une pièce ou fabriquées d'une autre manière.
Dans cette forme de réalisation également du moule de coulée, on peut prévoir naturellement les ouvertures 7 mentionnées plus haut dans les plaques de noyau pour la formation de traverses de liaison et de renforcement entre les ailettes.
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Mold for finned, air-cooled cylinders, or the like.
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The present invention relates to a casting mold for air-cooled finned rolls or similar parts. It has heretofore been customary to cast these parts in two-part molds which are prepared by means of models. The manufacture of the two-piece molds is very complicated, long and difficult, and the work can be performed only by a skilled moulder. The molding sand cannot be packed into the narrow slots between the ribs of the model, it must be limited to projecting it and reinforcing the molded parts in the form of fins with a large number of dowels.
The dowels move frequently and are caught in the groove so that they have to be loosened during deburring and the casting is easily damaged. The conventional casting mold has the disadvantage that the casting cylinder has a trace of gasket all around and generally has a very ugly appearance. Fin halves are most often staggered
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relative to each other at the locations of the joints. The casting is seldom exact in measurements because the pattern cannot be conveniently removed from the mold, especially when the fins are very close together and have minimal wall thickness, which is advantageous for efficient cooling. The deburring of the elongated part presents special difficulties.
Good deburring is almost impossible between thin fins closely spaced, and fin breakage easily occurs, so that in this process there is relatively a lot of waste.
Due to the need to remove the model from the mold, one is hampered in the free shaping of the casting and for this reason it is frequently not possible to choose the most favorable conformation and arrangement, for example for the casting. cooling effect.
In addition, with a view to the casting of cylinder heads provided with cooling fins for air-cooled engines, a casting mold formed of superimposed metal core plates which in pairs form the mold part corresponding to a fin of the casting; in this mold the core plates are divided along an axial section of the cylinder, and as a result of this longitudinal division they can be removed laterally from the finished casting after casting. This casting mold does not allow an irreproachable withdrawal of the casting and leaves therein a trace of a casting joint extending over the entire axial section.
Due to the need for lateral removal of the core plates, one is hampered in the constitution of the fins and one is limited to a smooth shape tapering towards the outer edges.
During the removal of the plates which must be done while the casting was still in the pasty state, it occurs
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easily damage to the fins or the part.
In comparison with what is known, the present invention consists in that in a casting mold for a finned cylinder cooled by air or the like, which is composed of plates laid flat on top of each other. of which two neighboring plates form the mold part corresponding to a fin of the part, the plate-shaped core parts are made of sand in the form of undivided plates. As a result, the molded part can contract without discomfort and does not have a seal. Apart from the fin model, very simple, necessary for the formation of the core plates it is not necessary, for this arrangement and this conformation of the mold, to model the casting body, and the disadvantages linked to the molding according to the model n 'therefore do not appear.
As the cores fall off on their own and smooth flow surfaces are produced, deburring of the casting is noticeably facilitated and in some circumstances becomes quite unnecessary. No obligation exists regarding the conformation of the fin mold, the part and the fins may be given any shape, particularly suitable for the cooling application, for example a cross shape, a wavy shape, or a shape. similar. For the manufacture of the mold, only two single core boxes are needed, core nails are not required, and in the manufacture of the mold parts delimiting the fin cavities, the sand can be packed as usual. There is no trace of a joint as the division joints coincide with the edges of the fins.
Mold making is much faster as the plate-shaped core parts can be made by inexperienced core makers and the mold build-up using the plates
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offers no difficulty.
It is known to constitute by means of individual parts in the form of undivided plates, a mold for the casting of crankshafts with four cranks offset by 90 and with balancing weight, for internal combustion engines and others.
This constitution of the casting mold is intended to eliminate the difficulties resulting from the manufacture of such shafts by casting instead of forging and which are caused by the inevitable irregular shape of the branches of the tree and make it impossible to use the casting molds. usual casting.
The reasons which led, for the casting of similar shafts with four cranks offset by 90, to the plate-shaped constitution of the casting mold are therefore completely other than those which are decisive for the same constitution of the casting mold for a cylinder. air-cooled engine and similar castings,
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poiirmies t1'An () tt (,> (1 (.1 "('> ft" oi (Ht'! (. Im (, 1'I1. $: u1 "1" \ 1lnt the present invention. Therefore, the known casting mold for a crankshaft could not and did not encourage attempting to use a similarly constructed casting mold for casting air cooled engine cylinders.
In contrast, finned cylinders for air-cooled engines have hitherto always been manufactured in two-piece casting molds, since their shape and arrangement do not present any difficulty in the use of conventional casting molds. . However, the manufacture and use of these casting molds are linked to the drawbacks set out above, which, however, should not be considered for the casting of shafts with four cranks.
The plate-like constitution of the casting mold for an air-cooled engine cylinder further provides
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surprising possibilities for an advantageous conformation of the cooling fins; crossmembers connecting the fins with a view to reinforcing them can be established in any number and in any location. These reinforcing crossbars can also be formed by metal bars which are inserted, as parts to be incorporated in the casting, in the plates of the cores.
The core plates advantageously have, with a view to guiding and with a view to preventing rotation in the mold body, at the outer peripheral edge, a flat to which corresponds a guide parallel to the axis, of the same shape of cross section, on the side. inside the mold body. Further advantages of the casting mold according to the present invention reside in the economy of sand and casting nails, the latter not being employed at all.
It is particularly advantageous to fabricate the core plates not of pure sand but of iron shavings or a mixture of sand and iron shavings, in order to match the hardness, graininess and smoothness of the part as desired. casting. If the core plates are made only from iron shavings, a casting similar to shell casting is obtained.
According to the present invention, the sand core plates are inserted into iron or metal mounts or made into ring or iron or metal plate-shaped mounts, which exactly match the outer periphery to the section. hollow of the mold body.
Thanks to the metal plates, which can always be used again, a good seating and precise guidance of the core plates in the mold body and in addition the exact thickness of the core plates, molds
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hollow for the fins and fins to be manufactured, in the molded body.
According to the present invention, the sand core plates embedded in a metal plate can also be employed without a mold box so that the metal frames themselves form the mold box.
It suffices for this purpose to connect the stacked rings to each other, for example by screwing, in such a way that they themselves form a molding boot. This eliminates the need for mold cases, which is advantageous because of the different contour shapes of the core plates and, therefore, also of the mounts of the core plates,
It should be noted in this connection that it is known to maintain in their relative position casting molds which are constituted by metal parts and molding masses, using guide bolts and similar members.
The present invention also offers the possibility of casting one above the other in a two or more cylinder mold body and thus eliminating an upper core and a lower core which serve to hold the taphole and the core. of the interior hollow.
According to the present invention, it is also possible to insert into the cavities of the mold corresponding to the fins of the casting to be manufactured, flat metal rings corresponding exactly to the fins, which have at their inner annular edge a protrusion of a size. recessed cut shape (dovetail shape) protrusion which projects into the mold cavity used to form the wall of the cylinder and is fixed to the wall of the cylinder during the flow of the latter by the flow of metal, welding or fusion with the metal of the casting. These rings forming
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the fins can be made by pressing or by some other mode of work, in one piece.
The specially manufactured fins, fixed in the casting cylinder by the flow of casting metal around them and which can be made of steel or light metal, have the advantage that they cannot break, which happens easily when the fins are cast with the cylinder. According to a modified process, the sleeve of the cylinder, completely cast, is inserted as a core in the mold and only the iron, steel or light metal fins are cast around the cylinder, so that they are fixed on the cylinder. by shrinking the metal during setting.
The drawings show as an exemplary embodiment of the invention a casting mold for a finned cylinder.
Fig. 1 is a vertical partial section of the mold along the axis of the cylinder.
Fig. 2 is a cross section taken along the line A-B of FIG. 1.
Figs. 3 and 4 show in partial vertical section through the axis of the cylinder and in cross section along la.ligne C-D of FIG. 3, a number of plate-shaped core pieces 3 stacked on top of each other. The core pieces 3 are each made of sand in an annular metal plate 8 and by means of these plates, the peripheral shape of which corresponds to the cross section of the hollow of the molding box 1, they are inserted into the molding box. 1. To avoid rotation, the core parts have at a place on the periphery a flat 4 to which corresponds a thickening 5¯ in the form of a molding, parallel to the axis, on the inner face of the mold body 1, which thickening has the same cross-sectional shape as the flats of the core plates.
The plates
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core 3 have a shape such as regards their inner annular half that two neighboring plates delimit the cavity 6 necessary for the formation of a fin of the casting (see fig. 1).
The cavities 6 of the fins are connected, at a small distance from their outer edge, by breaches 2 of the core plates, these breaches serving to form connecting and reinforcing cross members between the fins of the casting. However, these ties can also be formed by inserted bars, of a suitable metal, which are placed in gaps in the core plates.
In the embodiment according to f ig. 3 and 4, there have been inserted in the cavities serving for the formation of the fins and which are delimited each time by two core plates 3, flat annular plates 9 which correspond, as regards the shapes of their periphery and of their section. transverse, to the fins of the casting and have at their inner annular edge a projection 1a with a dovetail section which projects into the cavity 11 of the mold serving to form the wall of the cylinder. During the casting of the part, these protrusions are embedded in the casting metal of the cylinder wall or are welded or fused to this wall. The ring-shaped fins 8 are pressed in one piece or manufactured in some other way.
Also in this embodiment of the casting mold, the aforementioned openings 7 can of course be provided in the core plates for the formation of connecting and reinforcing cross members between the fins.