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Moule pour la coulée de métaux de garnissage à la périphérie in- térieure et extérieurè des carcasses de coussinets en acier.
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Il est connu que le garnissage des carcasses en acier au moyen d'alliages, notamment au moyen de bronze au plomb, offre de grandes difficultés qui se traduisent par un rebut de garnissage extrêmement élevé.
On est parvenu à diminuer ces difficultés de garnis- sage de la périphérie intérieure des carcasses, surtout par l'emploi d'un noyau constitué, suivant une invention antérieure, par un matériau non métallique, pratiquement exempt de dilata- tion thermique et ne cédant pas à la pression de retrait du mé- tal de garnissage, par exemple par du charbon à électrodes, par une masse graphitique calcinée, ou leur équivalent.
La présente invention s'occupe du problème de garnir une carcasse de coussinet, particulièrement une carcasse en acier, non seulement intérieurement mais aussi à la périphérie extérieu- re, de bronze au plomb. Cette tâche multiplie considérablement les difficultés qu'on avait déjà peine à écarter dans le garnis- sage de la périphérie intérieure de la carcasse.
La présente invention permet de résoudre ce problème avec un résultat pratiquement certain, établi par des essais, et elle consiste essentiellement en un moule pour la coulée de mé- taux de garnissage, par exemple du bronze au plomb, à la péri- phérie intérieure et extérieure des carcasses de coussinets en acier, comprenant des moyens pour assurer un refroidissement ex- térieur et un noyau constitué par un matériau non métallique, pratiquement exempt de dilatation thermique et ne cédant pas à la pression de retrait du métal de garnissage, par exemple par du charbon à électrodes ou par de la masse graphitique calcinée, ou un matériau analogue, ce moule étant muni, suivant l'invention, d'une enveloppe ou chemise calorifuge extérieure, constituée utilement par un matériau identique ou équivalent à celui du noyau et formant,
ensemble avec le noyau, un moule entourant la carcasse du coussinet de l'intérieur et de l'extérieur ainsi qu'un calorifuge enfermant de toute part le métal coulé et ne laissant à découvert qu'uniquement un bord inférieur de la car- casse du coussinet, dans le but de pouvoir y appliquer un re- froidissement effice de l'extérieur.
Un exemple d'exécution de l'invention est représenté au dessin annexé. Dans ce dernier:
La fig. 1 représente un coussinet tel qu'utilisé, par exemple, dans les moteurs d'avions.
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La fig. 2 représente le moule suivant la présent? invention, servant au garnissage du coussinet.
La carcasse 1 est faite en acier et porte la garniture intérieure en bronze au plomb 2 et la garniture extérieure en bronze au plomb 3. La figure 1 représente la carcasse et les garnitures du coussinet à l'état fini.
Pour garnir le coussinet on donne à la carcasse 1 d'abord la forme représentée dpns la figure 2, en la munissant, principalement à l'une de ses extrémités, à savoir à son extré- mité inférieure, de deux brides annulaires 4 et 5. Le moule est constitué tout d'abord par un noyau 6 dont le corps se rétrécit coniquement vers le haut et présente à son extrémité inférieure une bride formant un plateau d'assise 7 dit plateau-bride. Ce noyau est suspendu à une tige 9.qui est passée par une .forure convenable 8, prévue dans le noyau du moule, et est munie d'une tête 11 logée dans un évidement 10 où son logement est utilement rendu étanche au moyen d'un lut 12.
A son extraite supérieure la tige 9 est munie d'un oeillet ou d'un crochet servant à la suspension et au transport de l'équipage complet du moule.
Sur le bord extérieur 15 du plateau-bride 7 du noyau 6 repose, d'une manière étanche, la bride annulaire inférieure 5 de la carcasse 1. Sur la face terminale inférieure de la bride 5 est prévue utilement une nervure annulaire 14 nui s'appuie contre le bord voisin du plateau-bride 7 lors de la dilatation de la carcasse 1 sous l'influence de la chaleur, et assure ainsi le centrage de la carcasse 1 relativement l'axe du noyau.
Sur la face terminale supérieure de la bride annulaire 4 repose l'enveloppe extérieure du moule, et ceci par l'intermé- diaire d'un manchon intérieur 17 amovible de l'enveloppe exté- rieure 16. Le contact entre les deux ±-ces d'extrémités du men- chon intérieur 17, d'une part, et de la bride annulaire 4 de la carcasse, d'autre part, assure l'étanchéité entre ces deux pièces, alors que le centrage du manchon intérieur 17 relative- ment à l'envelop extérieure entourant la carcasse est assuré, de la même manière qu'à la partie inférieure, par un rebord ou collet annulaire 18 de la carcasse 1, qui, lors de la dilatation thermioue de cette dernière, s'appuie contre la face périphérique intérieure et inférieure du manchon 17.
Le diamètre intérieur du manchon intérieur 17 s'évase du bas vers le haut et l'enveloppe extérieure 16 présente des ouvertures d'entrée 19 et 19'.
Le manchon intérieur 17 peut être en une ou plusieurs pièces, c'est-à-dire qu'il peut être divisé suivant un ou plu- sieurs plans radiaux parallèles à l'axe, afin de faciliter son enlèvement. Le noyau 7, le manchon intérieur 17 et l'enveloppe extrieure 16 sont faits en un matériau non métallidue, pratiquement exempt de dilatation thermique et ne cédant pas a la pres- sion de retrait du métal de garnissage, par exemple par du charbon à électrodes, par une masse graphitique calcinée, ou matériau analogue, et sont avantageusement recouverts d'un enduit au graphite.
L'assemblage du moule s'opère comme suit :
Tout d'abord le noyau est placé sur la tige 9 et le logement de la tête de cette dernière dans le noyau est rendu étanche au moyen d'un lut. Puis on place, du haut, la carcasse 1, et sur celle-ci l'enveloppe extérieure 16, après avoir préalable- ment inséré dans cette dernière le manchon intérieur 17. A la suite de l'enveloppe 16 vient utilement un poids annulaire 20, muni également d'un rebord de centrage 21 ou de moyens de centrage @
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semblables. Pour augmenter l'étanchéité entre les faces d'extrémités portant l'une sur l'autre on peut appliquer sur ces dernières avant l'assemblage, un agent d'étanchéité convenable, par exemple une couche d'un enduit au graphite.
Le moule, qui est à présent prêt à la coulée, est ensuite plongé dans le bain de bronze au plomb, qui a été fondu avec les précautions convenables, l'immersion etant effectuée d'abord seulement à une pro- fondeur qui assure le préchauffage du moule et de la carcasse qui y est logée.
Dès que le préchauffage est avancé jusqu'au degré voulu, on plonge le moule davantage,avec précaution, dans le bain de fusion, utilement recouvert d'une couche d'un agent réducteur, par exemple de borax, en procédant de manière que le moule soit plongé tout d'abord dans le bain de fusion à une pro- fondeur telle que le niveau du bain vienne juste au-dessous de la série inférieure des ouvertures d'entrée et que l'agent réduc- teur seul puisse entrer à l'intérieur du moule, et qu'ensuite, après échauffèrent certain du moule entier à la température du bain de fusion et désoxydation de la carcasse en acier, le moule soit plongé rapidement à une plus grande profondeur telle que le niveau du bain se présente entre la série supérieure et la série inférieure des ouvertures d'entrée.
De cette manière on arrive, avec une certitude absolue, à ce oue les surfaces de la carcasse accessibles au métal fondu se soudent au métal de garnissage, sans au'il y ait la moindre possibilité d'un accès d'air aux surfaces de la carcasse qui entrent en question pour le garnis- sage. L'agent réducteur sort pendant ce processus en s'écoulant par la série supérieure 19' des ouvertures.
Il s'agit ensuite de diriger le processus de refroidis- sement de manière que les parties constitutives du coussinet garni, oui possèdent différents coefficients de dilatation et différentes vitesses de refroidissement, se refroidissement de telle façon que la soudure compound soit conservée et que toutes tensions ou fissures soient évitées. Ceci est atteint suivant la présente invention grâce à ce que toute la pièce garnie est entourée de toute part par un calorifuge efficace, à l'exception de l'extrémité inférieure de la carcasse qui est accessible à un refroidissement extérieur intense, et ceci dans l'espace limité par des brides annulaires 4 et 5.
Dans cet espace annulai- re on projette de l'extérieur, préférablement au moyen d'un dis- positif d'arrosage rotatif, un ou plusieurs jets d'eau, d'où il résulte que la partie inférieure de la carcasse subit sur toute sa circonférence un refroidissement continu uniforme et rapide.
Ce refroidissement se propage lentement vers le haut, tandis qu'il se produit simultanément un apport continu de chaleur, de l'intérieur et de l'extérieur, aux deux couches métalliques à partir du noyau 6 et de l'enveloppe extérieure 16 faisant office d'accumulateurs de chaleur. De cette manière il est possible de refroidir les garnitures en bronze d'abord au voisinage de la carcasse en acier et d'établir ainsi une application et une jonction efficaces et pratiquement irréprochables des métaux.
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Mold for casting lining metals on the inner and outer periphery of steel bush casings.
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It is known that the lining of steel carcasses by means of alloys, in particular by means of lead bronze, presents great difficulties which result in an extremely high packing scrap.
These difficulties of lining the inner periphery of the carcasses have been reduced, above all by the use of a core constituted, according to a prior invention, of a non-metallic material, practically free from thermal expansion and not yielding. not at the shrinkage pressure of the packing metal, for example by electrode charcoal, by calcined graphite mass, or their equivalent.
The present invention addresses the problem of lining a bushing carcass, particularly a steel carcass, not only internally but also at the outer periphery, with lead bronze. This task considerably increases the difficulties which were already difficult to avoid in the lining of the inner periphery of the carcass.
The present invention solves this problem with a practically certain result, established by tests, and it essentially consists of a mold for the casting of packing metals, for example lead bronze, at the inner periphery and. outer casing of steel bushings, comprising means for providing outer cooling and a core made of a non-metallic material, practically free from thermal expansion and not yielding to the shrinkage pressure of the packing metal, for example by carbon with electrodes or by calcined graphitic mass, or a similar material, this mold being provided, according to the invention, with an outer heat-insulating jacket or jacket, usefully constituted by a material identical or equivalent to that of the core and forming ,
together with the core, a mold surrounding the casing of the bearing from the inside and the outside as well as a heat insulator enclosing the cast metal on all sides and leaving exposed only one lower edge of the casing of the pad, in order to be able to apply effective cooling to it from the outside.
An exemplary embodiment of the invention is shown in the accompanying drawing. In this last:
Fig. 1 shows a bush as used, for example, in aircraft engines.
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Fig. 2 represents the mold according to the present? invention, used for lining the pad.
The carcass 1 is made of steel and carries the lead bronze interior trim 2 and the lead bronze exterior trim 3. Figure 1 shows the carcass and the bearing linings in the finished state.
To fill the pad, the carcass 1 is first of all given the shape shown in FIG. 2, by providing it, mainly at one of its ends, namely at its lower end, with two annular flanges 4 and 5. The mold is formed first of all by a core 6, the body of which tapers conically upward and has at its lower end a flange forming a seat plate 7 called a flange plate. This core is suspended from a rod 9.which has passed through a suitable .forure 8, provided in the core of the mold, and is provided with a head 11 housed in a recess 10 where its housing is usefully sealed by means of a read 12.
At its upper extract, the rod 9 is provided with an eyelet or a hook serving to suspend and transport the complete mold assembly.
On the outer edge 15 of the flange plate 7 of the core 6 rests, in a sealed manner, the lower annular flange 5 of the carcass 1. On the lower end face of the flange 5, an annular rib 14 is usefully provided. presses against the neighboring edge of the flange plate 7 during the expansion of the carcass 1 under the influence of heat, and thus ensures the centering of the carcass 1 relative to the axis of the core.
On the upper end face of the annular flange 4 rests the outer casing of the mold, and this by means of an inner sleeve 17 removable from the outer casing 16. The contact between the two ± -ces ends of the inner sleeve 17, on the one hand, and of the annular flange 4 of the carcass, on the other hand, ensures the tightness between these two parts, while the centering of the inner sleeve 17 relatively the outer casing surrounding the carcass is provided, in the same way as the lower part, by an annular rim or collar 18 of the carcass 1, which, during the thermal expansion of the latter, rests against the inner and lower peripheral face of the sleeve 17.
The inner diameter of the inner sleeve 17 flares out from the bottom upwards and the outer casing 16 has inlet openings 19 and 19 '.
The inner sleeve 17 can be in one or more pieces, that is to say it can be divided along one or more radial planes parallel to the axis, in order to facilitate its removal. The core 7, the inner sleeve 17 and the outer shell 16 are made of a non-metallid material, practically free from thermal expansion and not yielding to the shrinkage pressure of the packing metal, for example by electroded carbon. , by a calcined graphite mass, or similar material, and are advantageously covered with a graphite coating.
The assembly of the mold is carried out as follows:
First of all, the core is placed on the rod 9 and the housing of the head of the latter in the core is sealed by means of a lut. Then the carcass 1 is placed from above, and on it the outer casing 16, after having previously inserted the inner sleeve 17 into the latter. Following the casing 16, an annular weight 20 is usefully placed. , also provided with a centering rim 21 or centering means @
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alike. To increase the tightness between the end faces bearing on one another, it is possible to apply to the latter before assembly, a suitable sealing agent, for example a layer of a graphite coating.
The mold, which is now ready for casting, is then immersed in the lead bronze bath, which has been melted with the proper precautions, the immersion being carried out first only to a depth which ensures preheating. the mold and the carcass housed therein.
As soon as the preheating is advanced to the desired degree, the mold is plunged further, with caution, into the molten bath, usefully covered with a layer of a reducing agent, for example borax, proceeding so that the mold is first immersed in the molten bath to a depth such that the level of the bath comes just below the lower series of inlet openings and the reducing agent alone can enter the mold. inside the mold, and then, after heating some of the whole mold to the temperature of the molten bath and deoxidation of the steel carcass, the mold is quickly plunged to a greater depth such that the level of the bath is between the upper series and the lower series of entry openings.
In this way it is possible, with absolute certainty, to arrive at that the carcass surfaces accessible to the molten metal weld to the packing metal, without there being the slightest possibility of air access to the surfaces of the casing. carcass that come into question for the filling. The reducing agent exits during this process by flowing through the upper series 19 'of the openings.
It is then a question of directing the cooling process so that the constituent parts of the lined pad, yes have different expansion coefficients and different cooling speeds, are cooled in such a way that the compound weld is preserved and that all tensions or cracks are avoided. This is achieved according to the present invention thanks to the fact that the entire filled part is surrounded on all sides by an effective heat insulator, with the exception of the lower end of the carcass which is accessible to intense external cooling, and this in the 'space limited by annular flanges 4 and 5.
One or more jets of water are projected from the outside, preferably by means of a rotary sprinkler, into this void space, from which it follows that the lower part of the carcass suffers over all its circumference uniform and rapid continuous cooling.
This cooling propagates slowly upwards, while simultaneously there is a continuous supply of heat, from the inside and the outside, to the two metal layers from the core 6 and the outer shell 16 acting heat accumulators. In this way it is possible to cool the bronze packings first in the vicinity of the steel frame and thus establish an efficient and practically flawless application and joining of the metals.
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