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BREVET D' I M P O R T A T ION Moulages et formes pour moulages '.La. présente invention concerne les moules destinés à la fabrication d'objets,en métal fondu et s'applique plus spé- cialement à un châssis constitué par un rebord et par un assem- blage de plaques à'mouler, pour constituer ces moules.
Il est d'usage courant, dans l'industrie de la fonderie, où l'on a constamment une variété infinie de moulages différents à exécu- ter en petites quantités, de rebuter les plaques à mouler utilisées pour la fabrication d'une série, ce qui occasionne des frais assez importants. Ces plaques sont relativement coûteuses puisqu'elles doivent être dressées mécaniquement de manière à constituer un plat-
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joint parfaitement plan pour chaque coquille. Jusqu'à présent, on avait l'habitude de fixer les différents modèles directement à la plaque à mouler, de sorte qu'on ne pouvait les employer en même temps que d'autres groupes de modèles; ils devenaient alors inutilisables une fois la série de moulage terminée, en raison des trous qu'on y avait perforés pour le logement des vis de fixation des modèles.
Il n'ar- rive pas souvent qu'on reçoive à temps une commande de renouvellement de tous les modèles de moulages correspondant à une plaque. Il faut donc choisir l'une ou l'autre de ces alternatives, ou bien réserver u- niquement pour un modèle une plaque à mouler, sans savoir si elle servira pour un grand nombre de moulages, ou bien sacrifier de nombreux modèles pour obtenir des moulages dont un grand nombre sera utilisé pour les pla- ques d'un autre assemblage,- après en avoir exécuté une certaine quan- tité. On rebute alors les vieilles plaques, et l'on conserve à part les modèles qui ont servi après les avoir retirés des plaques à mouler.
La demanderesse a donc imaginé un assemblage de plaques qui uti- lise une pluralité de plaques-modèles séparées, chacune portant un mo- dèle, qui peuvent être disposées à la manière d'un parquet sur une base ou socle. Ces plaques sont toutes de la même dimension, ou leur dimension peut être un multiple simple de la plus petite plaque de manière qu'un groupe de plaques, une fois sélectionné, puisse être assemblé sur un so- cle ou châssis de dimensions standard agencé pour recevoir un nombre dé- terminé de plaques modèles des dimensions les plus petites. Un tel assem- blage doit évidemment remplir exactement la surface totale du châssis.
Dans la pratique, on rencontre souvent d'autres difficultés pour l'assemblage des éléments du moule. Il se peut que certaines parties soient hors du plan général du plat-joint; il peut y avoir, par exemple, des saillies faisant partie d'un système de guidage à emboltement. Lorsqu'on assemble alors les éléments du moule, les plats-joints des coquilles ne sont plus visibles et il est bien difficile de dire si les divers points des éléments coïncident exactement les uns avec les autres lorsqu*ils se rapprochent.
La substance constituant le moule, par exemple à base de plâtre, est généralement très fragile et lorsqu'une saillie du moule ne coïncide pas exactement avec son logement sur l'autre élément, ou que cette saillie ou la surface de l'autre partie a été cognée accidentelle-
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ment, il peut en résulter des détériorations. Un accident survenant même à un guide peut avoir des suites fâcheuses puisqu'il a pour but de maintenir les éléments réunis du moule en alignement et de donner un moulage parfaitement équilibré lorsqu'on verse le métal en fusion dans l'orifice de coulée.
Pour assurer la position exacte des parties constituant le moule lors de l'assemblage, on a imaginé des guides à emboltement pour leurs bords dans lesquels ils pénètrent avant même que les coquilles ne soient réunies. Cette.disposition permet de guider les éléments des coquilles lors de leur mouvement d'approche, le dispositif en question supportant de préférence au moins un des éléments pendant cette opération. Les gui- des peuvent être constitués par des saillies dont chacune est située sur des faces opposées des coquilles, et disposées perpendiculairement à leur plat-joint de manière que les saillies soient en ligne avec les évide- ments correspondants lorsque les .coquilles sont assemblées. Les saillies peuvent comporter entre leurs extrémités des épaulements intermédiaires pouvant supporter la partie supérieure du châssis.
Une autre considération ayant présidé à la réalisation de ces mou- les et formes réside dans 1?élimination des aspérités sur les moulages, et sur les canaux de coulée du métal en fusion. A cet effet, on a prévu une gorge sur chaque plaque-modèle de manièrsàconstituer un cordon d'é- tanchement le long du bord de chaque cavité de moulage. Le terme "cavité de moulage" s'applique à tous les endroits du châssis, passages, cavités, canaux, évidements et mortaises qui contribuent à la formation dès moula- ges à partir de l'orifice d'entrée de la coulée.
L'objet principal de la présente invention consiste donc en la réa- lisation d'un assemblage de plaques consistant en une pluralité de pla- ques-modèles interchangeables, toutes de même dimension, ou dont la dimen- sion des éléments individuels est un multiple simple de la plus petite d'entre elles et que l'on peut assembler à la manière des lames d'un parquet de manière à recouvrir la surface du châssis. D'après une autre particularité de l'invention, cet assemblage est réalisé de manière que les parties du chassais où se trouvent l'orifice de coulée et les cavi- tés du modèle n'ont pas à être déplacées, les saillies et évidements de guidage des éléments.de coquilles restant fixes lorsqu'on change les pla- ques-modèles.
De plus, l'invention prévoit pendant l'opération du mou- lage des éléments complémentaires en vue d'un guidage auxiliaire d'autres parties du moule au moment de leur assemblage.
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Enfin l'invention se propose d'éviter la formation d'aspérités sur les moulages terminés de même que sur les canaux d'alimentation tels que les entonnoirs et lesjets.
D'autres objets, et plus spécialement ceux résultant de la cons- truction spéciale du châssis et de l'assemblage des plaques de moulage et des formes ressortent plus clairement de la description détaillée qui va suivre avec l'aide des dessins annexée donnés à titre d'exem- ple d'exécution nullement limitatif de l'invention, dans lesquels : la fig. 1-est une vue en plan de la partie supérieure du châs- sis avec plaques assemblées et rebord, représentant des formes de mou- lage montées sur les plaques modèles; la fig. 2 est une coupe transversale suivant la ligne 2-2 de la fig. 1; la fig. 3 est une coupe longitudinale partielle prise suivant la ligne 3-3 de la fig. 1 ; la fig.4 est une coupe longitudinale partielle suivant la ligne 4-4 de la fig. 1; la fig. 5 est une coupe transversale partielle prise suivant la li- gne 5-5 de la fig. 1;
la fig. 6 est une coupe longitudinale partielle correspondant à la fig. 4, mais reproduisant le rebord du châssis retenant l'assemblage des plaques modèles; la fig. 7 est une coupe transversale partielle prise suivant la li- gne 7-7 de la fig. 6 ; la fig. 8 est une coupe longitudinale partielle, par le centre, de deux éléments de moules assemblés; la fig. 9 est une coupe transversale partielle prise à l'endroit de la ligne 10-10 de la fig. 8, montrant les deux éléments de coquille jus- te avant leur réunion; la fig. 10 est une coupransversàle partielle des deux éléments de moules assemblés, prise suivant la ligne 10-10 de la fig. 8 ; la fig. 11 est une vue partielle en perspective de la partie infé- rieure du moule, montrant une saillie poùr la guider pendant l'assemblage des deux éléments formant le moule terminé ;
la fig. 12 est une vue en plan d'un moulage type; la fig. 13 est une élévation du moulage de la fige 12
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la fig. 14 est un plan pattiel d'un élément de coquille em- ployé pour la formation du moulage de-la fig. 12 ; la fig. 15 est une coupe transversale prise suivant la ligne 15-15 de la fig. 14; la fig. 16 est une coupe transversale partielle suivant la ligne 16-16 de la fig. 1 montrant le modèle utilisé pour la formation de l'é- lémént de coquille de la fig. 14; la fig. 17 est une coupe partielle à grande échelle des éléments su- périeur et inférieur du moule montrant le joint auxiliaire en surépais- seur juste avant leur contact pendant l'assemblage;
la fig. 18 est une coupe partielle à travers les deux parties du moule montrant la surépaisseur de la fig. 17 a.près leur compression; la fig. 19 est une vue de ces mêmes parties près des bords de la cavité juste avant le contact de leur plat-joint pendant l'opération de l'assemblage; la fig. 20 est une coupe partielle semblable à la fig. 19 montrant les faces des coquilles appuyant l'une contre l'autre et constituant le plat-joint ; la fig. 21 est une coupe partielle des deux parties de coquille semblable à la fig. 17, mais montrant une variante d'exécution de la surépaisseur; la fig. 22 est une coupe partielle d'une partie de plaque de mom- lage et de modèle avec congé pour la constitution d'une surépaisseur sur un élément de coquille, comme celui représenté fig. 21 ;
la fig. 23 est une coupe partielle d'une partie de plaque de mou- lage et d'une forme pour obtenir une variante de la surépaisseur ; la fig. 24 est une coupe partielle des deux éléments de coquille semblable à celle de la fig. 17, mais montrant la surépaisseur sur un seul élément;
Dans les assemblages de coquilles et de plaque de moulage repré- sentés fig. 1 à 7 inclus, les plaques modèles individuelles 10, dont chacune est à munir d'une forme de moulage appropriée P, sont disposées sur une plaque 1 formant socle, dans le genre des lames d'un parquet, et cette plaque, de préférence, a une surface plus grande que tous les éléments qui y sont assemblés. De cette manière, la surface totale de ce
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socle est recouverte par les plaques modèles dont les bords sont jointifs.
Ces dernières peuvent avoir des dimensions identiques, mais dans le cas où l'on aurait à employer des plaques de dimensions plus importantes pour s'adapter à certains modèles, elles peuvent avoir des dimensions doubles de celles des petites plaques 10, comme indi- qué en 10', ou encore leur dimension peut correspondre à trois ou qua- tre fois la surface des plaques les plus petites. De préférence, tou- tes celles situées entre la plaque médiane 11 et la plaque marginale 12 auront la même longueur bien que la largeur des plaques de dimensions différentes, parallèles à la plaque médiane 11, puisse varier suivant des multiples simples de la largeur de la plaque la plus étroite.
La largeur de toutes ces plaques modèles peut donc être un multiple simple de la dimension la plus petite, le terme "multiple simple" s'appliquant à l'unité lorsque toutes les plaques sont de même taille.
Chaque plaque de moulage comporte, en permanence, une fotme de mou- lage utile, et lorsque cette forme a fourni la quantité voulue de moulages, étant donné qu'elle est encastrée avec sa plaque au milieu d'un assemblage, la plaque et son modèle peuvent être retirés ensemble, comme un tout, du châssis et mis en stock; à la place qu'elle occupait, on peut insérer dans le même assemblage une autre plaque de même dimension, portant un modèle différent. Il n'y a donc pas lieu de déplacer d'autre plaque de l'assemblage pendant cette substitution.
Le bord du châssis et la confor- mation donnée à la partie supérieure de l'assemblage sont tels que l'on peut même effectuer le changement total des plaques modèles individuel- les sans déplacer en quoi que ce soit les parties fixes, comme les bords du châssis, le trou de coulée, et la traverse principale, qui demeurent solidaires de la base ou socle 1.
De plus, toutes les plaques modèles de même dimension comportent un même mode de fixation sur la base 1, constitué par des goujons 13 montés sur deux coins en diagonale de la plaque et pénètrant dans des évidements correspondants de la base 1. Les autres coins en dia- gonale comportent des boulons vissés 14 dont les têtes sont noyées dans la base 1. Un autre boulon de fixation identique peut exister au centre de chaque plaque modèle. Les logements des goujons et des boulons
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doivent évidemment concorder pour chaque plaque modèle, quelle que soit la largeur de la plaque. Pour chacune des positions que peuvent prendre les différentes plaques modèles sur la base 1,.les logements des bou- lons et des goujons devront être disposés en des points correspondants.
La plaque médiane 11 et la plaque latérale 12 peuvent rester fixées en permanence sur la plaque de base 1 d'une façon quelconque. Le châssis peut avoir un rebord 2 en liaison permanente avec le châssis de dessus , et être soutenu de préférence par les plaques latérales 12. Sur la pla- que médiane 11 on a monté une bande 15 formant traverse, plus courte que la plaque médiane et qui peut avoir la même dimension et la même forme pour les deux parties du châssis et dont les deux extrémités aboutissent juste au rebord 2.
Il y a toutefois avantage à ce que cette traverse soit plus haute sur le châssis de dessus, de manière que les scories, qui pourraient s'introduire dans la cavité de la traverse, puissent s'ac- cumuler dans la partie haute de celle-ci, au-dessus des passages laté- raux existant dans cette partie des coquilles. Il'existe en outre dans la partie supérieure du châssis d'assemblage, une borne 16 située de préférence à une extrémité de la traverse 15. La traverse du châssis inférieur a également un épaulement 17 qui donne une sorte de puisard dans la zone du châssis située immédiatement en-dessous de l'ouverture de coulée de la partie supérieure du moule.
Entre chaque extrémité de la plaque médiane 11 et l'extrémité con- tiguë de la traverse 15, on a disposé un système de guidage par emboite- ment de saillies et de mortaises. Une saillie 18 ménagée de préférence sur la plaque supérieure d'assemblage sert à former le logement d'un goujon situé sur cette plaque. D'autre part, la plaque inférieure du châssis . comporte un évidement 19 d'une profondeur légèrement inférieure à la hauteur de la saillie 18 qui constitue la forme pour un goujon auxiliai- re pour le logement existant sur la partie supérieure du châssis.
On voit donc,que les formes constituant le système de guidage des goujons, de la traverse,,du trou de coulée et du puisard, demeurent tous fixés en perma- nence sur la plaque formant la base 1, et sont entièrement séparés et montés indépendamment des plaques modèles interchangeables 10 et 10'.
La fig. 8 représente le mode d'assemblage des éléments de coquille; la
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partie supérieure C comprend l'ouverture de coulée 16' et une partie de la cavité de la traverse 15', alors que la partie inférieure D comporte le puisard 17' situé immédiatement en-dessous de l'ouverture 16', et l'au- tre partie de la cavité de la traverse 15'. L'ouverture de coulée et le puisard, de même que la cavité de la traverse et les partiessupplémen- taires du moule constituées par les autres parties du moule, sont guidés par les prisonniers 19' de la partie inférieure qui se trouvent pris dans les logements 18' ménagés dans la partie de dessus.
Le puisard 17' a pour but d'empêcher le métal en fusion de se répandre violemment et par saccades dans la cavité de la traverse 15', et de là, dans les différentes sinuosités de la forme de moulage. Lorsque le métal en fusion est versé dans l'ouverture 16', il tombe dans le puisard 17'; sa vitesse de coulée se trouve ainsi freinée par l'action du choc et de la turbulence en cet en- droit et le flot s'en trouve, en quelque sorte, stabilisé lorsqu'il pé- nètre dans la cavité de la traverse.
Une fois que chacune des cavités correspondant à un moulage a été remplie de métal en fusion, il est bon que l'on puisse disposer d'une réserve de métal pour continuer à alimenter le moule lorsque le métal commence à prendre du retrait par suite de la solidification et du re- froidissement, le métal de cette réserve devant rester en liquéfaction jusqu'à ce que cette phase du moulage soit terminée. Lorsqu'il n'existe pas de réserve de métal en fusion pour compenser la perte due au retrait, le moulage terminé est sujet à des efforts internes considérables ne permettant pas d'obtenir un produit fini donnant satisfaction.
Il y a donc avantage à ce que la réserve de métal en fusion soit constituée par les canaux d'alimentation eux-mêmes, à savoir les ouvertures, les jets, la traverse etc.. qui tous doivent avoir des dimensions suffisamment impor- tantes et des formes appropriées de manière à constituer un apport sup- plémentairè de métal en fusion aux endroits du châssis de moulage pù le besoin s'en fait sentir, pour obvier aux insuffisances dùes au retrait et au refroidissement- Pour que ces divers points d'alimentation puissent conserver leur état de liquéfaction, leur surface qui théoriquement dégage de la chaleur doit être aussi réduite que possible.
EQ conséquence, leur profil sera arrondi, mais comme il ne convient guère précisément de donner à ces passages une forme cylindrique tout en leur donnant le profil voulu,
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il faudra, du moins, arrondir leurs angles comme indiqué fig. 8 pour la cavité 15'. Les radiations-caloriques de ces divers passages de la coulée sont fortement augmentées, et par suite la rapidité de refroidis- sement et de solidification, lorsqu'il se forme des écailles entre les portées des coquilles. Ces écailles se produisent fréquemment le long des jets de coulée et se trouvent presque invariablement situées à l'endroit de la portée des coquilles. Les crevasses qui apparaissent au plat-joint des portées le long des passages de coulée, comme le montre la fig. 20, peuvent être comblées d'après l'invention, par une surépaisseur 3, fig.9.
Cette surépaisseur est produite au moyen d'une gorge 3' ménagée le long des côtés des formes des jets de coulée, par exemple le long de là bande G de la forme de la traverse 15.
Une réalisation préconisée consiste à former la gorge 3' de la bande G directement sur la plaque modèle 10, sur laquelle la bande est montée en la maintenant au-dessous du niveau de cette plaque. Une gorge latérale 3 peut être formée le long de la bande 15 de la traverse, de part et d'au- tre de celle-ci et entre le bord adjacent d'une plaque modèle en donnant aux bords de la plaque médiane Il.1 un peu moins d'épaisseur que ceux des plaques s'y appuyant 10 ou 10'. L'action jointive des épaisseurs 3 est clairement indiquée fig. 9 et 10, la première représentant les éléments de coquille C et D respectivement juste avant le contact de leurs faces portantes, tandis que la fig. 10 représente les mêmes éléments après que leurs portées ont été pressées l'une contre l'autre.
Il y a avantage que chacune des gorges 3' ait approximativement 1,5 m/m de largeur et 0,075 m/m de profondeur de manière que les épaisseurs 3 aient une largeur appro- ximative de 1,5 m/m et une hauteur de 0,075 m/m. La matière constituant ,le moule sera, de préférence,, friable, par exemple à base de gypse, de ma- nière que, lorsque les faces se présentent l'une contre l'autre, ce soient les épaisseurs des joints qui se touchent les premières pour que leur crê- te puisse s'écraser et se déformer jusqu'à ce qu'elles se stabilisent pratiquement dans le plan des portées jointives ou plat- joint.
Cette façon de faire provoque une compression de la na tière constituant le moule à la base même des surépaisseurs d'étanchement, et des surépaisseurs elles- mêmes, et comme ces dernières sont situées au bord des cavités intérieu- res du moule, elles constituent ainsi un joint étanche entre les plats- joints des coquilles.
On peut vouloir obtenir, dans certains cas, un joint étanche analogue en d'autres parties ou sur la totalité de la cavité du moulage à réaliser.
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Là encore, l'efficacité du joint sera la même que si celui-ci était réparti le long des passages de coulée, bien que les conditions pour l'élimination des écailles soient dans ce cas différentes. Comme on l'a déjà mentionné, les passages de coulée exempts d'écailles présentent des surfaces moins importantes aux radiations caloriques et sont, par suite, moins susceptibles de refroidissement et de solidification prématurée de sorte qu'elles peuvent demeurer plus longtemps en liquéfaction jusqu'à solidification et refroidissement complets du moulage.
Cependant, les aspérités, sur des moulages terminés, sont indésirables, car il faut ensuite'lesliminer par meulage ou usinage pendant l'opé- ration de finissage. Les fig. 12 et 13 représentent des exemples de mou- lages sans aspérités et les fig. 14 et 15 reproduisent des coupes des formes utilisées pour ces moulages. Les fig. 1 et 16 représentent le mo- dèle P qui sert à former l'élément de moule représenté fig; 14 et 15. La plaque modèle 10 qui entoure le modèle P, ou le bloc lui-même comprenant ce modèle, comportent une marge avec joint d'étanchement, comme indiqué fig. 16, sous forme d'un congé 3' qui donne une arête 3 sur la partie mou- lée. La fig. 14 représente également les épaisseurs 3 le long des cotés du canal d'entrée G.
Le contraste entre les fig. 17,18 et les fig. 19,20 permet de com- parer la façon dont sont jointes les surépaisseurs et les plats-joints près d'une cavité de moulage; ces figures sont à grande échelle. Un modè- le ordinaire, monté sur une plaque de moulage, comporte généralement un petit filet autour de sa base de manière que la portée d'un élément du moule forme un arc très léger avec la partie adjacente de la cavité. Il en résulte que, lorsque les portées des éléments de la fig. 19 viennent en contact, comme indiqué fige 20, il se forme un fléchissement ou une dé- pression dans laquelle le métal pénètre lorsqu'il .envahit .la cavité du moule.
Le métal en fusion pénétrant dans cette dépression tend à séparer l'une de l'autre les deux parties du moule et une pellicule de métal s'infiltre en- tre les plats-joints ce qui produit une écaille. D'autre part, même si les portées des épaisseurs 3 de la fig. 17 peuvent constituer un joint arrondi entre elles;et la cavité adjacente du moule, lorsqu'elles sont appuyées l'une contre l'autre, comme indiqué fig. 18, la substance friable qui les constitue se déforme et s'écrase latéralement pour combler toute dépression qui pourrait subsister entre les faces en contact. Le métal en fusion qui pénètre alors à l'intérieur de la cavité ne trouve plus aucun passage qui puisse constituer une fuite quelconque entre les portées en cobtact des élé
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ments du moule.
Il n(est nullement nécessaire que l'épaisseur d'étanchement ait une crête aplatie comme celle de la fig. 17. La fig. 21 reproduit une va- riante de la forme qui peut être donnée à cette épaisseur en prolon- geant notamment les parois de la cavitédu moule. Dans ce cas la surépais- seur est constituée par les faces inclinées partant de la crête pour abou- tir au niveau de la portée principale. La fig. 22 reproduit une partie de cavité d'un moule présentant un modèle de marge pourvu d'une gorge destinée à fournir l'épaisseur d'étanchement de la fig. 21. La fig. 23 représen- te un modèle destiné à former une variante d'épaisseur d'étanchement.
Dans les deux cas précédents,'la compression de la substance du moule sera plus intense sur le côté de l'épaisseur tourné vers la cavité du moule lorsque ses deux éléments sont pressés l'un contre l'autre. Il n'est même pas indispensable que la surépaisseur d'étanchement soit for- mée sur le joint des deux éléments puisqu'il peut suffire d'une surépais- seur sur une seule face d'appui comme indiqué fig. 24. En particulier, lors- que la cavité du moule est entièrement constituée par un des éléments du moule et l'autre constituant un plat-joint ininterrompu se prolongeant des deux côtés de l'épaisseur d'étanchement, comme l'indique la ligne en poin- tillé fig. 24, une seule épaisseur suffit.
Il suffit en effet que la subs- tance dont les surépaisseurs d'étanchement sont faites puisse combler tou- te dépression venant à se produire entre les faces en contact des élé- ments du moule lorsqu'on la comprime, et qu'elle puisse boucher suffisamment les interstices qui auraient pu se produire,au.point de réunion des fades pour empêcher toute pénétration du métal en fusion dans la cavité du moule.
En particulier, lorsque les plats-joints des deux éléments su- périeur et inférieur sont pourvus de surépaisseurs devant faire contact l'une sur l'autre, il est.très important que ces éléments., au moment-de leur assemblage, puissent être rapprochés suivant une ligne de concordan- ce qui exclut tout déplacement latéral quelconque des plats-joints et des surépaisseurs au moment de leur contact, car leur frottement pourrait affecter et. parfois désagréger la substance constituant les surépaisseurs en matière friable qui souillerait alors le métal en fusion pénétrant dans la cavité. Il faut donc prévoir un moyen de contraindre les divers
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éléments du mobile à n'exécuter strictement qu'un mouvement rectiligne lorsque leurs faces de contact se rapprochent au moment de l'assemblage.
C'est dans ce but que la demanderesse a muni les ééments du moule d'or- ganes de guidage, comme par exemple les épaulements 4 formés à l'extrémité de chaque élément, généralement perpendiculaires à leurs faces de contact respectives, comme l'indiquent les fig. 8 et 11. De préférence, chaque épaulement situé au voisinage immédiat de la face d'appui de l'élément de moule comporte une saillie 40 dont les faces latérales et inférieure sont précisément disposées dans des plans correspondant au plat-joint, et dont les faces latérales sont, de plus, parallèles. Ces épaulements sont en outre agencés de manière que les faces extrêmes et Latérales des saillies 40 soient situées dans des plans correspondants sur les deux é- léments du moule.
Entre la saillie 40 de chaque épaulement 4 et sa par- tie inclinée 41 on a prévu un épaulement 42 plus large que les côtés et l'extrémité de la saillie 40 et-dont la largeur est suffisante pour que l'élément dont elle fait partie soit supporté par un dispositif en liai- son avec ee seul épaulement. Toutefois, lorsqu'on rapproche les deux é- léments l'un de l'autre, il est indispensable qu'un dispositif approprié puisse guider les faces latérales des saillies 40 des épaulements 4 dans leur ligne normale d'engagement, lors du rapprochement du plat-joint.
Un moyen pratique pour réaliser les guides 4 consiste à ménager des évidements 20 dans la paroi du châssis ou bord 2. Pour augmenter la sécu- rité du guidage, les côtés de la saillie 40 de chaque épaulement 4 doivent avoir une forme et des dimensions très précises. On obtient un guida- ge beaucoup plus efficace lorsque l'évidement ménagé dans le châssis inférieur est muni d'un bloc modèle séparé 21 situé en un point convena- ble de l'assemblage des plaques de moulage et dans lequel on a découpé la saillie de guidage 40. Ces blocs 21 peuvent être fixés aux plaques des marges 12 à chaque extrémité des plaques d'assemblage puisque ces derniè- res sont solidaires du socle 1 et à leur tour être fixés définitivement par rapport à la plaque médiane 11 et aux plaques modèles 10.
Le re- bord 2 du châssis présente à sa partie inférieure une mortaise de lar- geur et de profondeur déterminées pour s'adapter aisément au tenon 21.
Pour que la partie inclinée 41 de chaque guide 4 ait des dimensions per- mettant à l'épaulement intermédiaire 42 de se loger dans la mortaise du
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guide, la partie de l'évidement ou mortaise 20 ménagée dans le rebord même du châssis la plus éloignée du socle doit être plus lar- ge et plus profonde que l'évidement 22 ménagé dans le bloc 21, mais doit rester en ligne avec cet évidement. Lorsque le rebord 2 est maintenu cony enablement par les côtés des blocs 21 engagés dans la mortaise, le rebord 2 peut alors être fixé en permanence au socle 1 par un moyen quel- conque.
Ainsi qu'il ressort de la fig. 1, les plaques modèles 10 ou 10' peuvent être retirées ou introduites dans l'assemblage du châssis sans enlever le rebord extérieur ou sans avoir à déplacer les blocs 21 qui Sont fixés aux plaques de marge 12.
REVENDICATIONS
1 )- Moule pour.le moulage de métaux en fusion, caractérisé en ce qu'une partie du moule comporte une cavité recevant le métal en fusion, située en-dessous du plan général de séparation du plat-joint, et qu'il existe une légère surépaisseur au-dessus du plat-joint des éléments du moule, qui se prolonge tout le long du bord de la cavité.
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PATENT OF I M P O R T A T ION Castings and forms for castings'. The present invention relates to molds intended for the manufacture of objects, made of molten metal and more specifically applies to a frame consisting of a rim and of an assembly of molding plates, to constitute these molds.
It is common practice in the foundry industry, where there is constantly an infinite variety of different castings to be made in small batches, to discard the mold plates used in the manufacture of a series, which causes fairly significant costs. These plates are relatively expensive since they must be erected mechanically so as to constitute a flat-
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perfectly flat seal for each shell. Until now, it was customary to attach the different models directly to the molding plate, so that they could not be used together with other groups of models; they then became unusable once the series of molding was completed, because of the holes that had been drilled there for the housing of the fixing screws of the models.
It is not often the case that a renewal order is received on time for all the models of castings corresponding to a plate. We must therefore choose one or the other of these alternatives, either reserve a molding plate only for one model, without knowing whether it will be used for a large number of moldings, or else sacrifice many models to obtain castings, a large number of which will be used for the plates of another assembly, - after having executed a certain quantity. The old plates are then discarded, and the models which were used after having removed them from the molding plates are kept separate.
The Applicant has therefore devised an assembly of plates which uses a plurality of separate model plates, each bearing a model, which can be arranged in the manner of a parquet on a base or plinth. These plates are all the same size, or their size can be a single multiple of the smallest plate so that a group of plates, when selected, can be assembled on a standard size frame or frame arranged to fit. receive a set number of model plates of the smallest dimensions. Such an assembly must obviously fill the entire surface of the frame exactly.
In practice, other difficulties are often encountered in assembling the elements of the mold. Some parts may be outside the general plane of the joint; there may be, for example, protrusions forming part of a plug-in guide system. When the elements of the mold are then assembled, the joint flats of the shells are no longer visible and it is very difficult to say whether the various points of the elements coincide exactly with each other when they approach each other.
The substance constituting the mold, for example based on plaster, is generally very fragile and when a protrusion of the mold does not exactly coincide with its seat on the other element, or when this protrusion or the surface of the other part has been accidentally bumped-
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This can lead to damage. An accident occurring even to a guide can have unfortunate consequences since it is intended to keep the assembled elements of the mold in alignment and to give a perfectly balanced molding when the molten metal is poured into the pouring orifice.
To ensure the exact position of the parts constituting the mold during assembly, interlocking guides have been devised for their edges into which they penetrate even before the shells are joined. This arrangement makes it possible to guide the elements of the shells during their approach movement, the device in question preferably supporting at least one of the elements during this operation. The guides may be constituted by protrusions each of which is located on opposite faces of the shells, and arranged perpendicular to their flats so that the protrusions are in line with the corresponding recesses when the shells are assembled. The projections may include between their ends intermediate shoulders capable of supporting the upper part of the frame.
Another consideration in making these molds and shapes is the elimination of roughness on the castings, and on the molten metal runners. To this end, a groove is provided on each model plate so as to provide a sealing bead along the edge of each mold cavity. The term "mold cavity" applies to all areas of the frame, passages, cavities, channels, recesses and mortises which contribute to the formation of molds from the inlet of the casting.
The main object of the present invention therefore consists of producing an assembly of plates consisting of a plurality of interchangeable model plates, all of the same size, or of which the size of the individual elements is a multiple. simple of the smallest of them and which can be assembled like the boards of a parquet so as to cover the surface of the frame. According to another feature of the invention, this assembly is carried out so that the parts of the chasis where the casting orifice and the model cavities are located do not have to be moved, the projections and recesses of guiding of the shell elements remaining fixed when changing the model plates.
In addition, during the molding operation, the invention provides for complementary elements with a view to auxiliary guidance of other parts of the mold at the time of their assembly.
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Finally, the invention proposes to avoid the formation of roughness on the finished moldings as well as on the supply channels such as the funnels and the jets.
Other objects, and more especially those resulting from the special construction of the frame and from the assembly of the molding plates and forms will emerge more clearly from the detailed description which follows with the aid of the accompanying drawings given by way of reference. example of an execution in no way limiting of the invention, in which: FIG. 1-is a plan view of the upper part of the frame with assembled plates and rim, showing mold forms mounted on the model plates; fig. 2 is a cross section taken on line 2-2 of FIG. 1; fig. 3 is a partial longitudinal section taken along line 3-3 of FIG. 1; FIG. 4 is a partial longitudinal section taken along line 4-4 of FIG. 1; fig. 5 is a partial cross section taken along line 5-5 of FIG. 1;
fig. 6 is a partial longitudinal section corresponding to FIG. 4, but reproducing the edge of the frame retaining the assembly of the model plates; fig. 7 is a partial cross section taken along line 7-7 of FIG. 6; fig. 8 is a partial longitudinal section, through the center, of two assembled mold elements; fig. 9 is a partial cross section taken at the location of line 10-10 of FIG. 8, showing the two shell elements just before their reunion; fig. 10 is a partial cross-section of the two assembled mold elements, taken along line 10-10 of FIG. 8; fig. 11 is a partial perspective view of the lower part of the mold, showing a projection to guide it during the assembly of the two elements forming the finished mold;
fig. 12 is a plan view of a typical molding; fig. 13 is an elevation of the molding of fig 12
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fig. 14 is a pattial plan of a shell member employed in forming the molding of FIG. 12; fig. 15 is a cross section taken along line 15-15 of FIG. 14; fig. 16 is a partial cross section taken on line 16-16 of FIG. 1 showing the model used for the formation of the shell element of FIG. 14; fig. 17 is a partial sectional view on a large scale of the upper and lower members of the mold showing the auxiliary seal in excess just before their contact during assembly;
fig. 18 is a partial section through the two parts of the mold showing the extra thickness of FIG. 17 a. After compression; fig. 19 is a view of these same parts near the edges of the cavity just before the contact of their flat gasket during the assembly operation; fig. 20 is a partial section similar to FIG. 19 showing the faces of the shells pressing against each other and constituting the flat joint; fig. 21 is a partial section of the two shell parts similar to FIG. 17, but showing an alternative embodiment of the extra thickness; fig. 22 is a partial sectional view of a part of a molding plate and a model with a fillet for the constitution of an allowance on a shell element, such as that shown in FIG. 21;
fig. 23 is a partial section of a part of the molding plate and of a shape to obtain a variant of the allowance; fig. 24 is a partial section of the two shell elements similar to that of FIG. 17, but showing the extra thickness on a single element;
In the shell and casting plate assemblies shown in fig. 1 to 7 inclusive, the individual model plates 10, each of which is to be provided with a suitable molding shape P, are arranged on a plate 1 forming a base, in the style of parquet boards, and this plate, preferably , has a larger surface than all the elements assembled in it. In this way, the total area of this
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base is covered by the model plates whose edges are joined.
The latter may have identical dimensions, but in the event that one would have to use plates of larger dimensions to suit certain models, they may have dimensions double those of the small plates 10, as indicated. in 10 ', or their dimension can correspond to three or four times the surface of the smallest plates. Preferably, all those between the middle plate 11 and the marginal plate 12 will have the same length although the width of the differently sized plates, parallel to the middle plate 11, may vary in simple multiples of the width of the plate. narrowest plate.
The width of all these model plates can therefore be a single multiple of the smallest dimension, the term "single multiple" being applied to the unit when all the plates are of the same size.
Each mold plate has a useful molding film at all times, and when this shape has provided the desired amount of moldings, since it is embedded with its plate in the middle of an assembly, the plate and its model can be removed together, as a whole, from the chassis and put into storage; instead it occupied, one can insert in the same assembly another plate of the same dimension, carrying a different model. There is therefore no need to move another plate of the assembly during this substitution.
The edge of the frame and the conformation given to the upper part of the assembly are such that it is even possible to carry out the total change of the individual model plates without moving in any way the fixed parts, such as the edges. of the frame, the tap hole, and the main cross member, which remain integral with the base or plinth 1.
In addition, all the model plates of the same dimension have the same method of fixing on the base 1, consisting of studs 13 mounted on two diagonal corners of the plate and entering the corresponding recesses of the base 1. The other corners in Diagonal have screwed bolts 14, the heads of which are embedded in the base 1. Another identical fixing bolt may exist in the center of each model plate. The stud and bolt housings
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must obviously match for each model plate, whatever the width of the plate. For each of the positions that the different model plates can take on the base 1, the housings of the bolts and dowels must be placed at corresponding points.
The middle plate 11 and the side plate 12 can remain permanently attached to the base plate 1 in any way. The frame may have a flange 2 in permanent connection with the top frame, and preferably be supported by the side plates 12. On the middle plate 11 a strip 15 has been mounted forming a cross member, shorter than the middle plate and which can have the same dimension and the same shape for the two parts of the frame and whose two ends just end at the edge 2.
It is however advantageous that this cross member is higher on the top frame, so that the slag, which could enter the cavity of the cross member, can accumulate in the upper part of it. ci, above the lateral passages existing in this part of the shells. There is also in the upper part of the assembly frame, a terminal 16 preferably located at one end of the cross member 15. The cross member of the lower frame also has a shoulder 17 which gives a kind of sump in the frame area. located immediately below the pouring opening of the upper part of the mold.
Between each end of the central plate 11 and the contiguous end of the cross member 15, there is disposed a guiding system by interlocking projections and mortises. A projection 18 preferably provided on the upper assembly plate serves to form the housing of a stud located on this plate. On the other hand, the lower plate of the chassis. has a recess 19 of a depth slightly less than the height of the projection 18 which forms the shape for an auxiliary stud for the existing housing on the upper part of the frame.
It can therefore be seen that the forms constituting the guiding system of the studs, of the crosspiece, of the taphole and of the sump, all remain permanently fixed on the plate forming the base 1, and are entirely separate and mounted independently. 10 and 10 'interchangeable model plates.
Fig. 8 shows the method of assembling the shell elements; the
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upper part C comprises the pouring opening 16 'and part of the cavity of the cross member 15', while the lower part D comprises the sump 17 'located immediately below the opening 16', and the - be part of the cavity of the cross member 15 '. The pouring opening and the sump, as well as the cavity of the crosspiece and the additional parts of the mold formed by the other parts of the mold, are guided by the prisoners 19 'of the lower part which are found in the housings. 18 'in the top part.
The purpose of the sump 17 'is to prevent the molten metal from spreading violently and by jerks in the cavity of the cross member 15', and from there, in the different sinuosities of the molding form. When the molten metal is poured into the opening 16 ', it falls into the sump 17'; its casting speed is thus slowed down by the action of the shock and of the turbulence in this place and the flow is thereby stabilized in a way when it enters the cavity of the sleeper.
Once each of the cavities corresponding to a casting has been filled with molten metal, it is good that there is a reserve of metal available to continue to feed the mold when the metal begins to shrink as a result of solidification and cooling, the metal of this reserve having to remain in liquefaction until this phase of the molding is completed. When there is no reserve of molten metal to compensate for the loss due to shrinkage, the finished molding is subject to considerable internal forces which do not make it possible to obtain a satisfactory finished product.
It is therefore advantageous for the reserve of molten metal to consist of the supply channels themselves, namely the openings, the jets, the crosspiece, etc., which all must have sufficiently large dimensions and suitable shapes so as to provide an additional supply of molten metal at the places of the mold frame where the need arises, to obviate the inadequacies of shrinkage and cooling. can retain their liquefaction state, their surface which theoretically gives off heat must be as small as possible.
Consequently, their profile will be rounded, but as it is hardly appropriate precisely to give these passages a cylindrical shape while giving them the desired profile,
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at least, their angles must be rounded as shown in fig. 8 for the 15 'cavity. The radiations-caloric of these various passages of the casting are greatly increased, and consequently the rapidity of cooling and solidification, when scales form between the litters of the shells. These scales occur frequently along the pouring streams and are almost invariably located where the shells reach. The crevices that appear at the joint of the staves along the casting passages, as shown in fig. 20, can be filled according to the invention, by an extra thickness 3, fig.9.
This extra thickness is produced by means of a groove 3 'formed along the sides of the shapes of the pouring jets, for example along the strip G of the shape of the cross member 15.
A recommended embodiment consists in forming the groove 3 'of the strip G directly on the model plate 10, on which the strip is mounted while maintaining it below the level of this plate. A lateral groove 3 can be formed along the strip 15 of the cross member, on either side thereof and between the adjacent edge of a model plate giving the edges of the middle plate II.1 a little less thick than those of the plates resting on it 10 or 10 '. The contiguous action of the thicknesses 3 is clearly indicated in fig. 9 and 10, the first representing the shell elements C and D respectively just before the contact of their bearing faces, while FIG. 10 shows the same elements after their staves have been pressed together.
It is advantageous that each of the grooves 3 'is approximately 1.5 m / m wide and 0.075 m / m deep so that the thicknesses 3 have an approximate width of 1.5 m / m and a height of 0.075 m / m. The material constituting the mold will preferably be friable, for example based on gypsum, so that, when the faces are presented against each other, it is the thicknesses of the joints which touch each other. raw so that their crest can be crushed and deformed until they are practically stabilized in the plane of the contiguous or flat-joint surfaces.
This way of proceeding causes compression of the material constituting the mold at the very base of the sealing excess thicknesses, and of the excess thicknesses themselves, and since the latter are located at the edge of the interior cavities of the mold, they thus constitute a tight seal between the gasket flats of the shells.
It may be desired to obtain, in certain cases, a similar tight seal in other parts or over the entire cavity of the molding to be produced.
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Here again, the effectiveness of the seal will be the same as if it were distributed along the casting passages, although the conditions for the removal of scales are in this case different. As already mentioned, the scale-free casting passages have smaller surfaces to heat radiation and are, therefore, less susceptible to cooling and premature solidification so that they can remain in liquefaction for a longer period of time. 'complete solidification and cooling of the molding.
However, roughness on finished castings is undesirable because it must then be removed by grinding or machining during the finishing operation. Figs. 12 and 13 represent examples of moldings without roughness and FIGS. 14 and 15 show sections of the shapes used for these moldings. Figs. 1 and 16 show the model P which serves to form the mold element shown in fig; 14 and 15. The model plate 10 which surrounds the model P, or the block itself comprising this model, has a margin with a seal, as shown in fig. 16, in the form of a fillet 3 'which gives an edge 3 on the molded part. Fig. 14 also represents the thicknesses 3 along the sides of the inlet channel G.
The contrast between figs. 17,18 and fig. 19,20 allows a comparison of the way in which the extra thicknesses and the flat joints are joined near a mold cavity; these figures are on a large scale. An ordinary model, mounted on a mold plate, generally has a small thread around its base so that the seat of one mold member forms a very slight arc with the adjacent part of the cavity. It follows that, when the spans of the elements of FIG. 19 come into contact, as shown in Fig. 20, a sag or depression is formed into which the metal enters as it invades the mold cavity.
The molten metal entering this depression tends to separate the two parts of the mold from each other and a film of metal seeps between the joint flanges, producing a scale. On the other hand, even if the spans of the thicknesses 3 of FIG. 17 can form a rounded joint between them; and the adjacent mold cavity, when they are pressed against each other, as shown in fig. 18, the friable substance which constitutes them deforms and crushes laterally to fill any depression which may remain between the surfaces in contact. The molten metal which then penetrates inside the cavity no longer finds any passage which could constitute any leak between the cobtact litters of the elements.
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elements of the mold.
It is by no means necessary that the sealing thickness have a flattened crest like that of FIG. 17. FIG. 21 reproduces a variation of the shape which can be given to this thickness by extending in particular the walls of the mold cavity. In this case the extra thickness is formed by the inclined faces starting from the crest to end at the level of the main bearing surface. Fig. 22 shows a part of the cavity of a mold presenting a model. of margin provided with a groove intended to provide the sealing thickness of Fig. 21. Fig. 23 shows a model intended to form an alternative thickness of sealing.
In the two preceding cases, the compression of the substance of the mold will be more intense on the side of the thickness facing the cavity of the mold when its two elements are pressed against each other. It is not even essential that the sealing extra thickness be formed on the joint of the two elements since an extra thickness on a single bearing face may suffice as indicated in fig. 24. In particular, when the mold cavity is entirely constituted by one of the elements of the mold and the other constituting an uninterrupted flat joint extending on both sides of the sealing thickness, as indicated by the line dotted fig. 24, only one thickness is sufficient.
It is in fact sufficient that the substance from which the sealing extra thicknesses are made can fill any depression that occurs between the surfaces in contact with the elements of the mold when it is compressed, and that it can plug enough interstices that might have occurred at the point where the blanders meet to prevent any penetration of molten metal into the mold cavity.
In particular, when the flat joints of the two upper and lower elements are provided with extra thicknesses which must make contact with one another, it is very important that these elements, at the time of their assembly, can be brought together along a line of concordance which excludes any lateral displacement of the flat joints and the thicknesses when they come into contact, because their friction could affect and. sometimes breaking up the substance constituting the excess thicknesses into friable material which would then contaminate the molten metal entering the cavity. It is therefore necessary to provide a means of constraining the various
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elements of the mobile to execute strictly a rectilinear movement when their contact faces come together at the time of assembly.
It is for this purpose that the Applicant has fitted the elements of the mold with guide bodies, such as for example the shoulders 4 formed at the end of each element, generally perpendicular to their respective contact faces, such as the indicate fig. 8 and 11. Preferably, each shoulder located in the immediate vicinity of the bearing face of the mold element comprises a projection 40 whose lateral and lower faces are precisely arranged in planes corresponding to the flat-joint, and whose sides. side faces are, moreover, parallel. These shoulders are furthermore arranged so that the end and lateral faces of the projections 40 are situated in corresponding planes on the two elements of the mold.
Between the projection 40 of each shoulder 4 and its inclined part 41, a shoulder 42 is provided which is wider than the sides and the end of the projection 40 and of which the width is sufficient for the element of which it is part or supported by a device in connection with this single shoulder. However, when the two elements are brought together, it is essential that an appropriate device be able to guide the lateral faces of the projections 40 of the shoulders 4 in their normal line of engagement, during the approach of the. flat-joint.
A practical way of making the guides 4 consists in making recesses 20 in the wall of the frame or edge 2. To increase the safety of the guide, the sides of the projection 40 of each shoulder 4 must have a very shape and dimensions. precise. Much more efficient guidance is obtained when the recess in the lower frame is provided with a separate model block 21 located at a suitable point in the assembly of the mold plates and in which the projection has been cut. guide 40. These blocks 21 can be fixed to the edge plates 12 at each end of the assembly plates since the latter are integral with the base 1 and in turn be fixed definitively relative to the middle plate 11 and to the plates. models 10.
The edge 2 of the frame has at its lower part a mortise of width and depth determined to easily adapt to the tenon 21.
So that the inclined part 41 of each guide 4 has dimensions allowing the intermediate shoulder 42 to be housed in the mortise of the
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guide, the part of the recess or mortise 20 made in the edge of the frame itself furthest from the base must be wider and deeper than the recess 22 made in the block 21, but must remain in line with this obviously. When the rim 2 is held securely by the sides of the blocks 21 engaged in the mortise, the rim 2 can then be permanently fixed to the base 1 by any means.
As can be seen from FIG. 1, model plates 10 or 10 'can be removed or inserted into the frame assembly without removing the outer flange or without having to move the blocks 21 which are attached to the margin plates 12.
CLAIMS
1) - Mold pour.le casting molten metal, characterized in that part of the mold has a cavity receiving the molten metal, located below the general plane of separation of the flat-joint, and that there is a slight extra thickness above the flat joint of the mold elements, which extends all the way to the edge of the cavity.