Procédé pour la coulée d'un cylindre de moteur muni d'ailettes
et cylindre fabriqué conformément à ce procédé.
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d'un cylindre de moteur muni d'ailettes, et à un cylindre
fabriqué conformément à ce procédé.
Le procédé conforme à l'invention est caractérisé par
le fait qu'un moule ayant subi une cuisson et un chauffage
préalable, possédant une cavité centrale dans laquelle sont
prévues des rainures dont le profil correspond à celui des
ailettes, est animé d'un mouvement de rotation, et qu'ensuite
du métal est coulé dans les rainures correspondant aux ailettes ainsi que dans la partie extérieure de la cavité centrale.
Un cylindre fabriqué conformément au procédé faisant l'objet de l'invention est caractérisé par un corps de cylindre et une série d'ailettes disposées à une certaine distance l'une de l'autre, et qui forment un seul bloc avec le corps du cylindre.
Il est à conseiller de procéder à la coulée du corps de cylindre en même temps qu'on coule les ailettes. Le métal destiné aux ailettes peut avoir un poids spécifique supérieur à celui destiné à la confection du corps de cylindre. Il est indiqué de continuer à faire tourner le moule jusqu'à ce que le métal soit solidifié. On peut par exemple couler simultanément du cuivre et de l'acier dans le moule en rotation, la quantité de cuivre introduite étant telle qu'elle remplisse
au moins les rainures correspondant aux ailettes, tandis que
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corps de cylindre ayant l'épaisseur voulue. Dans certaines circonstances, les ailettes doivent être coulées en premier lieu; on laisse alors tourner le moule jusqu'à ce que les ailettes soient solidifiées. Le métal constituant le corps de cylindre doit alors être coulé,-le mouvement de rotation du moule se poursuivant, - à une température suffisamment élevée pour que la surface du métal constituant les ailettes soit de nouveau mise en fusion, et s'unisse intimement avec le corps de cylindre.
L'invention est expliqué plus en détail par la description ci-dessous et par les figures ci-jointes, qui donnent quelques exemples de l'exécution d'un cylindre de moteur conformément à l'invention.
La fig. 1 représente une coupe verticale dans un cylin-
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partie d'une coupe simplifiée d'un cylindre, dans lequel les dimensions des ailettes deviennent de plus en plus petites en allant; vers le haut. La fig. 5 représente une coupe verticale
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vention.
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seul;'bloc avec le corps de cylindre en acier. Les ailettes sont séparées les unes des autres, et leur épaisseur va en diminuant
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ont le même diamètre.
Les ailettes 14 (fig. 3) sont de forme ovale.
Les ailettes 12 (fig. 4) sont de plus en plus petites.
Pour fabriquer un cylindre de moteur muni d'ailettes, constitué en deux métaux, il faut d'abord confectionner un
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en toute autre matière analogue, ou en un mélange de celles-ci. , Avant 'd'être utilisé, ce moule doit subir une cuisson. Ce
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correspondant aux ailettes.
Après cuisson, et au moment d'être utilisé, le moule est
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fixé,':sur un plateau tournant 26, permettant de le faire tourner autour' de son axe vertical. La vitesse à laquelle le plateau tournant est entraîné dépend du diamètre de la pièce à couler;
f
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trifuge soit égale à environ 100 fois l'accélération due à la
il
pesanteur.
Le cuivre en fusion est alors introduit dans le moule en rotation, la quantité étant déterminée de manière à remplir exactement les rainures 24 correspondant aux ailettes. Le cuivre en fusion est projeté vers l'extérieur de la cavité par la force centrifuge; il monte contre. la paroi et remplit les rainures l'une après l'autre, successivement. Le cuivre, en montant, pénètre d'abord dans la. première rainure, la. remplit complètement, puis continue à monter, atteint la deuxième rainure et
la remplit également. Le cuivre restant continue à monter le long de la paroi, jusqu'à atteindre et remplir la rainure suivante. Finalement, toutes les rainures 24 se sont remplies l'une après l'autre. De l'acier en fusion est alors immédiatement ajouté en quantité suffisante pour obtenir l'épaisseur voulue du cylindre. Comme le moule continue à tourner, le cuivre, dont le poids spécifique est supérieur à celui de l'acier, est pressé vers l'extérieur par la force centrifuge, tandis que l'acier reste
à 1 '.intérieur. Le moule continuant toujours à tourner, l'acier, du fait de son poids spécifique moindre, n'est pas chassé dans les rainures, mais forme un cylindre creux. Comme l'acier, ainsi que le cuivre, sont en fusion, le métal constituant les ailettes s'unit intimement à l'acier formant le corps du cylin-
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taux soient solidifiés. Le moule et la pièce coulée peuvent alors être refroidis. Dans certaines circonstances, le moule
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fisamment refroidie pour être démoulée.
L'invention peut également s'appliquer à la fabrication de cylindres à l'aide d'autres métaux. Si le métal destiné à la formation du corps de cylindre est introduit lorsque le métal des ailettes est encore à l'état liquide, il doit avoir un poids spécifique plus élevé que ce dernier.
La quantité de métal nécessaire pour la formation des ailettes doit être exactement calculée, de manière que les rainures prévues dans le moule soit tout juste remplies. En pratique, toutefois, on choisit la plupart du.temps cette quantité un peu supérieure de manière qu'un revêtement cylindrique'! mince <EMI ID=16.1>
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ainsi qu'avec le restant du corps de cylindre.
' Dans d'autres cas, la quantité de métal à haute conducti-
,
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choisie encore plus grande de manière à constituer réellement un manteau dé cylindre. Une chemise intérieure est alors intimemeht!liée à ce manteau, au cours de la phase suivante de
la coulée.
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les ailettes et le corps sont constitués d'un même métal. Dans ce but, on introduit dans le moule une quantité de métal suf-
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cylindre ayant l'épaisseur voulue.
La température à laquelle le moule doit être porté au préalable, dépend de l'épaisseur des ailettes, ainsi que du métal à couler. D'une façon générale, le moule doit être porté à une température telle que le métal ne se solidifie pas avant
que les rainures correspondant aux ailettes soient complètement remplies, et que le corps de cylindre soit complètement constitué.
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tion du moule ni pour sa cuisson. Toutefois, des moules réalises selon , les demandes de brevets belges ET[deg.] 365.740 du 30 <EMI ID=22.1>
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geusement être utilisés pour la fabrication des cylindres de moteurs conformés à l'invention. Il est à recommander d'utiliser
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pour'les ailettes un métal ayant une conductibilité thermique plus élevée que celui du corps de cylindre. En général, on em-
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ploie pour la fabrication du corps de cylindre un métal ayant une résistance à l'usure élevée. Le métal dont sont faites les
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ailettes peut - en particulier lorsqu'il possède un coefficient de conductibilité thermique élevé - avoir un poids spécifique moins élevé que celui du métal constituant le corps de cylindre. Dans ce cas, on coule le métal le plus léger dans le moule en rotation, la quantité de métal étant déterminée de telle manière que seules les rainures correspondant aux ailettes soient remplies, au bien qu'un manteau de cylindre extérieur soit simultanément constitué, selon ce qui est désiré. Après que ce métal est solidifié, on procède à la coulée du métal de poids spécifique plus élevé constituant le chemisage du corps de cylindre. La température des deux métaux doit alors être choisie de telle sorte que le métal plus lourd coulé en second lieu provoque la fusion d'une couche superficielle du métal coulé en premier lieu.
Il est particulièrement intéressant d'utiliser de l'acier inoxydable pour la fabrication du corps de cylindre, et de l'aluminium pour la fabrication des ailettes. D'autres métaux ayant des caractéristiques similaires peuvent évidemment être utilisés, d'une manière analogue.
Le moule peut également être animé d'un mouvement de rotation autour d'un axe horizontal; dans ce cas, toutes les rainures correspondant aux ailettes sont remplies en même temps. Le corps de cylindre peut également être coulé simultanément. L'épaisseur des ailettes peut rester la même sur toute leur longueur au bien être décroissante. La forme extérieure des ailettes peut être ronde, ovale, ou avoir n'importe quelle autre forme. Le diamètre et les autres dimensions des ailettes successives peuvent être les mêmes, ou peuvent varier d'une manière déterminée, par exemple devenir plus grandes ou plus petites. Les cylindres réalisés conformément à l'invention conviennent particulièrement pour les moteurs à combustion interne.
Dans ce cas, le moule est constitué de telle manière qu'une bride puisse se former à l'une des extrémités permettant la fixation du cylindre sur le carter du vilebrequin.
Le cylindre peut également être muni d'une partie filetée,
sur laquelle vient se visser la culasse.
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Process for casting an engine cylinder fitted with fins
and cylinder manufactured in accordance with this process.
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of an engine cylinder fitted with fins, and of a cylinder
manufactured in accordance with this process.
The method according to the invention is characterized by
the fact that a mold having undergone baking and heating
prior, having a central cavity in which are
provided with grooves whose profile corresponds to that of the
fins, is animated by a rotational movement, and then
metal is poured into the grooves corresponding to the fins as well as into the outer part of the central cavity.
A cylinder produced in accordance with the method forming the subject of the invention is characterized by a cylinder body and a series of fins arranged at a certain distance from each other, and which form a single block with the body of the cylinder. cylinder.
It is advisable to proceed with the casting of the cylinder body at the same time as the casting of the fins. The metal intended for the fins may have a specific weight greater than that intended for the manufacture of the cylinder body. It is indicated to keep rotating the mold until the metal is solidified. For example, copper and steel can be cast simultaneously in the rotating mold, the quantity of copper introduced being such that it fills
at least the grooves corresponding to the fins, while
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cylinder body having the desired thickness. In some circumstances the fins must be cast first; the mold is then left to rotate until the fins are solidified. The metal constituting the cylinder body must then be cast, - the rotational movement of the mold continuing, - at a temperature high enough for the surface of the metal constituting the fins to be melted again, and to unite intimately with the cylinder body.
The invention is explained in more detail by the description below and by the accompanying figures, which give some examples of the construction of an engine cylinder according to the invention.
Fig. 1 represents a vertical section in a cylin-
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part of a simplified section of a cylinder, in which the dimensions of the fins get smaller and smaller as they go; to the top. Fig. 5 represents a vertical section
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vention.
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alone; 'block with steel cylinder body. The fins are separated from each other, and their thickness decreases
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have the same diameter.
The fins 14 (fig. 3) are oval in shape.
The fins 12 (fig. 4) are getting smaller and smaller.
To make a finned engine cylinder made of two metals, you must first make a
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in any other similar material, or a mixture thereof. Before being used, this mold must undergo baking. This
1 i
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corresponding to the fins.
After baking, and at the time of use, the mold is
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fixed, ': on a turntable 26, allowing it to rotate around' its vertical axis. The speed at which the turntable is driven depends on the diameter of the part to be cast;
f
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trifuge is equal to approximately 100 times the acceleration due to the
he
gravity.
The molten copper is then introduced into the rotating mold, the quantity being determined so as to exactly fill the grooves 24 corresponding to the fins. The molten copper is thrown out of the cavity by centrifugal force; he goes up against. the wall and fills the grooves one after the other, successively. The copper, as it rises, first enters the. first groove, the. completely fills, then continues to rise, reaches the second groove and
also fills it. The remaining copper continues to rise up the wall, until it reaches and fills the next groove. Eventually, all of the grooves 24 filled in one after the other. Molten steel is then immediately added in sufficient quantity to obtain the desired thickness of the cylinder. As the mold continues to rotate, copper, which has a higher specific weight than steel, is pressed outward by centrifugal force, while steel remains
inside. As the mold continues to rotate, the steel, due to its lower specific weight, is not driven into the grooves, but forms a hollow cylinder. As the steel, as well as the copper, are molten, the metal constituting the fins unites intimately with the steel forming the body of the cylinder.
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rates are solidified. The mold and the casting can then be cooled. Under certain circumstances, the mold
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cooled to be demolded.
The invention can also be applied to the manufacture of cylinders using other metals. If the metal for forming the cylinder body is introduced while the fin metal is still in the liquid state, it must have a higher specific gravity than the latter.
The amount of metal required for the formation of the fins must be exactly calculated, so that the grooves provided in the mold are just filled. In practice, however, this somewhat larger amount is most often chosen so that a cylindrical coating! thin <EMI ID = 16.1>
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as well as with the rest of the cylinder body.
'In other cases, the amount of highly conductive metal
,
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chosen even larger so as to actually constitute a cylinder mantle. An inner shirt is then intimately tied to this coat, during the next phase of
casting.
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the fins and the body are made of the same metal. For this purpose, a sufficient quantity of metal is introduced into the mold.
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cylinder having the desired thickness.
The temperature to which the mold must be brought beforehand depends on the thickness of the fins, as well as on the metal to be cast. In general, the mold must be brought to a temperature such that the metal does not solidify before
that the grooves corresponding to the fins are completely filled, and that the cylinder body is completely formed.
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tion of the mold or for its cooking. However, molds made according to Belgian patent applications ET [deg.] 365.740 of 30 <EMI ID = 22.1>
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can be used for the manufacture of engine cylinders according to the invention. It is recommended to use
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for the fins a metal having a higher thermal conductivity than that of the cylinder body. In general, one em-
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bends for the manufacture of the cylinder body a metal having a high wear resistance. The metal from which the
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fins can - in particular when it has a high coefficient of thermal conductivity - have a lower specific weight than that of the metal constituting the cylinder body. In this case, the lighter metal is poured into the rotating mold, the quantity of metal being determined in such a way that only the grooves corresponding to the fins are filled, although an outer cylinder mantle is simultaneously formed, according to what is desired. After this metal is solidified, the metal of higher specific weight is cast, constituting the liner of the cylinder body. The temperature of the two metals should then be chosen such that the heavier metal cast second will melt a surface layer of the metal cast in the first place.
It is particularly advantageous to use stainless steel for the manufacture of the cylinder body, and aluminum for the manufacture of the fins. Other metals having similar characteristics can of course be used, in an analogous manner.
The mold can also be driven by a rotational movement around a horizontal axis; in this case, all the grooves corresponding to the fins are filled at the same time. The cylinder body can also be cast simultaneously. The thickness of the fins can remain the same over their entire length to the benefit of decreasing. The outer shape of the fins may be round, oval, or any other shape. The diameter and the other dimensions of the successive fins may be the same, or may vary in a determined way, for example becoming larger or smaller. The cylinders produced in accordance with the invention are particularly suitable for internal combustion engines.
In this case, the mold is formed in such a way that a flange can be formed at one of the ends allowing the cylinder to be fixed to the crankshaft housing.
The cylinder can also be provided with a threaded part,
on which is screwed the cylinder head.
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