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Moule.
La présente invention est relative, d'une manière générale, aux moules et vise plus spécialement des perfectionnements apportés aux moules creux comportant une pu plusieurs .cavités de .coulée dont la configuration et les proportions volumétriques sont les mêmes que celles d'un modelé prédéter- miné.
Dans la fabrication, par exemple, de modèles en cire ou leur équivalent qui sont destinés à la confection de moules réfractaires dans lesquels doivent être coulés des objets répondant exactement à -certaines conditions, le maintien de la précision du moule dans lequel on coule le modèle
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et de l'intégrité dudit modèle sont d'une importance capitale. C'est ainsi, par exemple, que dans la fabrication des aubes ou godets de turbines, tels que ceux qui sont décrits dans la demande de brevet américain de M. Albert W. Merrick, déposée le 10 Décembre 1941, sous le N 422.421, les tolérances permises sont très faibles et exigent un moulage très précis dans la fabrication de ces aubes.
De plus, dans la fabrication d'objets coulés en métaux ou alliages qui se caractérisent par une extrême dureté et qui sont difficiles à usiner ou à meuler il importe que l'objet coulé corresponde exactement aux exigences et qu'on puisse éviter, ou tout au moins réduire au minimum, la nécessité de meuler ou d'usiner l'objet coulé.
Par conséquent, il est de la plus haute importance, dans la coulée de précision et particulièrement celle dont il vient d'être question, que le moule conserve en tout temps sa précision, ce qui veut dire que les parties de ce moule doivent toujours s'adapter exactement les unes aux autres pendant la coulée, qu'elles ne se déforment pas sous l'action de la pression à laquelle elles sont soumises pendant cette opêration, qu'elles ne soient pas exposées à s'user au point que leur précision en soit amoindrie, et que le modèle en cire ou autre objet préparé dans ce moule puisse en être retiré sans être déformé ou sans rien perdre de ses qualités de reproduction fidèle de la cavité de moule.
Dans le brevet américain N 2.306.516 du 29 Décembre 1942, on a décrit un procédé de fabrication de moules creux du genre de ceux mentionnés ci-dessus. Conformément à ce brevet, les parties de moule sont établies en un alliage relativement mou, à faible point de fusion, plus spécialement en un alliage d'étain et de bismuth, que l'on coule autour du modèle, avec intercalation d'un agent de séparation
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consistant en une membrane en caoutchouc. Les parties de moule sont pourvues de saillies et de cavités correspon- dantes, venues de fonderie avec elles, pour assurer la coïncidence parfaite des parties de moule, lorsque celles- ci sont assemblées pour former le moule.
Les moules établis conformément au brevet précité se sont avérés très efficaces pour la coulée de modèles ,en cire ou autres matières analo- gues, sous des pressions comparativement faibles ; après un usage prolongé et par suite de l'usure qui en ré- sulte des saillies et cavités correspondantes, il peut'se produire, dans les modèles en cire, des défauts de précision qui sont dus à l'usure et à l'impossibilité d'obtenir une coïncidence exacte des parties constituant le moule. De même, si les parties de moule comparativement tendres ou molles sont pourvues de goujons éjecteurs pour dégager le modèle en cire qui y est coulé, ces goujons provoquent l'usure du mou- le, en augmentant son inexactitude.
Toutefois, il a été constaté que, en employant un moule construit conformément au susdit brevet, la pression nécessaire pour maintenir as- semblées les sections de moule pendant la coulée pouvait dé- terminer un écoulement lent du métal, d'où altération de la configuration de la cavité du moule ainsi que des propor- tions volumétriques des. modèles coulés dans cette cavité.
Ceci enlège aux modèles leur exactitude et entraîne un dé- faut de précision correspondant dans le produit final cou- lé dans des moules constitués autour du modèle.
La présente invention a pour objet un perfection- nement au moule faisant l'objet du susdit brevet et tend à supprimer les difficultés que présente, dans certaines con- ditions, l'emploi de ce moule. A cet effet, il est prévu un moule en plusieurs parties comportant des organes de fa- çonnage obtenus conformément aux indications antérieures de la Demanderesse, servant à délimiter la cavité du moule, ces éléments étant efficacement renforcés de manière à éviter
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la déformation ou l'inexactitude dues à l'usure ou à la pression à laquelle les parties de moule sont soumises pendant la coulée du modèle dans le moule.
Chacune des parties de moule se compose de pré- férence d'un organe formeur en matière molle, monté dans un organe de renforcement en matière relativement dure, résis- tant à la pression,les organes de renforcement coopérant avec des organes de repérage servant à assurer la coïnci- dence parfaite des parties de moule, dont l'une, au moins, est pour.vue de préférence, d'un dispositif éjecteur agissant par l'intermédiaire de l'organe formeur de cette section;
ce dispositif éjecteur étant, monté dans l'organe de renforcement et guidé par lui de manière à éviter l'usure préjudiciable de l'organe formeur, Lorsqu'il est fait usa'e du moule, les organes de renforcement résistant à la pression butent l'un contre l'autre, les parties de moule étant assemblées, leur rôle étant de résister à la pression à laquelle le moule estsoumis afin de maintenir ces parties de moule serrées fortement l'une contre l'autre pendent la coulée, du modèle, de sorte que les organes formeurs, relativement mous, desdites parties ne subissent pas cette pression et que l'écoulement du métal de ces organes et, par suite, le défaut de précision de la cavitê du moule, sont évites. La description détaillée qui suit fera ressortir d'autres objets et avantages de la présente invention.
Dans le dessin annexé
Figure 1 est une vue en plan de la partie inférieure d'un moule conforme à l'invention.
Figure 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1, à travers les parties supérieure et inférieure de ce moule et la plaque de garde à goujons éjecteurs.
Figure 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 2 et
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Figure 4 est une coupe d'un fragment, suivant la ligne 4-4 de la figure 1.
L'invention est représentée, à titre d'exemple, comme étant appliquée à un moule servant à la fabrication de modèles pour objets d'une forme générale rectangulaire, en plan, et de section transversale concavo-convexe. Ce moule comprend une partie supérieure 5 et une partie infé- rieure 6. Pour établir la section 6 du moule, il est prévu tout d'abord un organe de renforcement 7 de forme rectangu- làire en plan et d'épaisseur convenable, de préférence en fonte de fer ou autre matière de renforcement convenable, dont la face supérieure comporte un évidement rectangulaire d'une profondeur constante, d'une longueur convenable et d'unè largeur appropriée à l'organe formeur du moule pour permettre de l'y loger.
Lorgane de renforcement 7 est fini par usinage ou de toute autre manière et comporte intérieu-, rement des douilles de repérage 8. Après que la pièce 7 a été usinée et finie, et que les douilles 8 y ont été appli- quées, on. coule dans l'évidement de la pièce 7, autour d'un modèle convenable, un organe formeur 9, selon le procédé faisant l'objet.du brevet antérieur susmentionné. Cet orga- ne 9 est coulé en un alliage convenable, tel que l'alliage d'étain et de bismuth, mentionné dans ce brevet, lequel est relativement mou et a un point de fusion faible, ou en toute autre matière convenable. L'alliage précité a la propriété de se dilater lors de.sa solidification, de sorte que l'or- gane intérieur qu'il forme se trouve solidement adhérent aux parois de l'organe extérieur.
On supposera, à titre d'exemple, que le modèle adopté est tel qu'il présente, sur la face supérieure expo- sée de- l'organe 9, qui peut être. désignée sous le nom, de face formeuse, un certain nombre d'évidements 10, de forme rectangulaire en plan, et de section transversale en arc,
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ces évidements étant reliés par des passades de coulée 11, de section transversale semi-circulaire, qui s'étendent dans le sens longitudinal de l'organe formeur 9, et des passages relativement courts lla, également de section transversale semi-circulaire, qui s'étendent en traversde l'organe formeur 9 et relient les passages 11 aux extrémités des évidements 10.
Lorsqu'on coule l'organe formeur 9 dans la pièce de renforcement 7, cette dernière est dans la position renversée et présente dans ce qui est maintenant sa paroi supérieure, (qui constituera sa paroi inférieure lorsqu'elle occupera sa position normale) un jet de coulée. Le jet peut être évasé vers l'extérieur de la pièce 7. On chauffe la pièce de renfermement 7à une température convenable et on verse ou injecte dans cette pièce l'alliage fondu, autour du modèle, au-dessus duquel est disposée la membrane en caou-tchouc, de la manière décrite dans le brevet précité. Après que l'alliage s'est refroidi et solidifié au degré voulu, on retire du modèle la pièce 7 ainsi que l'organe formeur 9, coulé et maintenu dans l'évidement de celle-ci.
Le jet de la pièce 7 est rempli avec l'alliage de l'organe 9 et constitue des éléments 12 et 13 qui traversent la paroi de fond 14 de la pièce 7, comme représenté. On remarquera que les portions de la surface de l'organe formeur 9 qui s'étendent autour des passages et des dépressions formés sur sa face supérieure affleurent avec la surface supérieure de la paroi environnante de la pièce de renforcement 7, dans un but qui va maintenant ressortir.
L'organe formeur 9 est, en outre, pourvu, sur les cotés des passages 11 et lla, d'étroits épaulements horizontaux 15 et de surfaces chanfreinées 16 qui s'élèvent et S'étendent vers l'iextérieur à partir des épaulements 15, pour délimiter la ligne de partage correcte de ces passages, comme il apparaîtra plus clairement ci-après.
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Après qu'on a fabriqué la partie de moule infé- rieure 6 de la manière décrite ci-dessus, on place le modèle dans cette partie inférieure et on fabrique ensuite la par- tie de moule supérieure, laquelle comprend une pièce de ren- forcement extérieure 17, de préférence en fonte ou autre ma- tière de renforcement convenable. On 'usine et finit la pièce
17 que l'on munit de goujons de repérage 19, qui, lorsqu'ils sont correctement placés par rapport aux douilles de repérage 8 assurent, de la manière connue, une coïncidence par- faite entre les deux.parties de moule.
La pièce de renfor- cement 17 est placée sur la partie de moule inférieure 6 de manière qu'elles coïncident bien l'une avec l'autre, et au- dessus du modèle et du diaphragme en caoutchouc placé sur ce dernier, qui sont montés dans la partie de moule infé- rieure, après quoi l'alliage fondu est versé ou injecté dans l'évidement que comporte la pièce de renforcement 17.
L'organe formeur 18 est ainsi coulé et maintenu dans l'or- gane de renforcement 17 et est pourvu d'un jet de coulée 20, 21, comme représenté.
Après qu'on a établi de la manière décrite la par- tie de moule inférieure 7, on en perce la face inférieure, pour avoir un certain nombre de trous 23, de l'extrémité su- périeurè desquels part un trou concentrique 24, de diamètre réduit, débouchant dans un trou coaxial 25 qui s'étend à travers l'organe formeur 9, au milieu de la largeur d'un des passages 11 ou lla de cet organe. La partie supérieure du trou 25 est évasée par fraisage de manière à présenter un siège tronconique renversé 25a dans lequel est logée la tête 26, de forme correspondante, d'une cheville ou goujon éjecteur 27, monté de manière à pouvoir coulisser dans le trou 24.
Ce goujon 27 s'étend au delà de la face inférieure de la paroi 14 de l'organe de renforcement 7 et est solli- citée de haut en,bas par un ressort de compression entourant ledit goujon 27 à l'intérieur du trou 23 et, confiné entre
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la paroi qui se trouve à l'extrémité supérieure de ce trou et une rondelle 29 montée sur ledit goujon et empêchée de descendre le long de cette dernière par une goupille 30 traversant le goujon 27, Le ressort 28 maintient normalement la tête 26 du goujon 27 contre le siège 25a, de manière à former avec celui-ci un joint étanche.
Lorsqu'il est fait usage du moule, les extrémi- tés saillantes des goujons 27 s'engagent dans des logements 31 menacés dans une plaque de garde amovible, en acier, 33 disposée sur la paroi inférieure ou de fond 14 de la section de moule 5.
Dans la disposition qui est représentée aux figures 2 et 3, l'organe formeur 18 de la section de moule supérieure présente des saillies arrondies 34 qui recouvrent les évidements 10 de l'organe de façonnage 9 et constituent arec ceuxciles-parois des cavités de moule, de section transversale concavoconvexe, dont les bords supérieurs sont dans le plan de la face supérieure de la paroi périphérique de la pièce de renforcement 7 de la section inférieure de moule.
L'organe formeur 18 de la section supérieure de moule est pourvu, en outre, de passages longitudinaux 35 et de passages transversaux relativement courts 36 complétant les passades 11 et 11a, respectivement, de l'organe formeur 9, et comporte des nervures descendantes 38 qui délimitent en partie les passages 35 et 36 et qui viennent reposer sur les épaulements 15 et 16 de l'organe formeur 9, en établissant ainsi une ligne de partage le long de l'axe des passages circulaires constituas par les passages 11 et lla, et 35 et 36.
Les parties de moule sont pourvues de jets de coulée convenables permettant d'injecter dans les cavités de moule de la cire ou autre matière appropriée destinée à produire le modèle'désire. Ces jets peuvent être établis de toute manière convenable, bien qu'il convienne de les constituer par une plaqué .d'acier 40 que lton fixe, au moyen
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d'une vis 41 par exemple, à la section inférieure de moule 6; l'organe 7 présente une encoche 42 dans-laquelle s'adapte étroitement la partie inférieure de la plaque 40 et l'organe de renforcement 17 de la section de moule supérieure est pourvu d'une encoche dans laquelle s'adapte étroitement la partie supérieure de la plaque 40.
Les deux parties de moule étant ainsi maintenues assemblées de manière à coïncider exactement, on perce l'ensemble de la plaque 40 et des deux parties de manière à former dans la plaque 40 un conduit ou jet 42 évasé vers l'extérieur et un conduit ou jet 43 qui est concentrique au jet 42, s'étend à travers les deux sections de moule et débouche dàns le passage 11 à sa partie supérieure.
Les deux parties de moule, lorsqu'elles sont assemblées de manière à coïncider parfaitement l'une avec l'autre, constituent entre elles les cavités de moule qui comprennent les passages débouchant dans les cavités correspondant aux objets à produire. Lorsqu'il est fait usage du moule, les diverses parties sont tenues ensemble, sous une pression convenable, d'une manière connue. La cire est injectée dans la cavité du moule au moyen d'un injecteur ou pistolet pourvu d'une lance ou tuyère qui s'adapte étroitement dans le jet de coulée 42. La pression qui maintient réunies les deux parties de'moule dépend dans une large mesure de la température d'injection et de la pression de la cire et peut,'dans certains cas, être considérable.
Cette pression, si elle s'exerçait sur l'alliage d'étain et de bismuth des organes formeurs des sections de moule, provoquerait, à l'usage répété du moule, un écoulement ou déplacement lent du métal des parties de moule, d'où un manque de précision dans la cavité de moule, ce qui rendrait le moule inapte à ¯une coulée de précision.
On remarquera que les parties de moule, lorsqu'elles sont assemblées , se rejoignent à 'francs bords, et sont très exactement appliquées
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l'une sur l'autre, de sorte que la pression à laquelle elles sont soumises en vue de leur assemblage permanent est supportée par leurs organes extérieurs de renforcement en fonte, lesquels sont relativement durs et de résistance mécanique relativement grande, et sont parfaitement capables de résister à la pression à laquelle ils sont soumis. Ceci soulage les organes formeurs 9 et 18 des parties de moule de toute pression préjudiciable qui tendrait à provoquer un déplacement lent de leur métal, qui se traduirait par un manque de précision dans la cavité du moule.
Après que le modèle en cire a été coulé dans le moule selon la manière décrite, on libère le moule des organes de maintien, on enlève la partie supérieure5 de ce moule et, après enlèvement de la plaque de barde 33. on lève simultanément les goujons éjecteurs à travers la partie de moule inférieure, par des moyens convenables prévus à cet effet, ce qui soulève le modèle en cire hors de cette partie de moule et permet de le retirer facilement sans risque de le déformer ou de l'endommager de toute autre manière. Le modèle ainsi obtenu est utilisé pour éteblir, selon les procédés connus, un moule en matière réfrac- taire, dont la cavité sera exactement conforme au modèle en cire. On utilise ensuite ce moule'en matière réfractaire pour y couler l'objet que l'on désire fabriquer.
Il est à remarquer que le moule décrit et repré- senté ici est destiné à établir un modèle permettant de couler cinq objets correspondant aux cavités de moule délimitées par les évidements 10 de l'organe formeur 9 et les saillies correspondantes 34 de l'organe formeur 18. Les objets sont donc coulés " en grappe" et, une fois coulés, sont reliés ensemble par les éléments correspondant aux conduits cons- titués par les cavités semo-cireculaires 11, lla, 35 et 36 des parties de moule ; oncoupe ces éléments intermédiaires et on ébarbe les objets d'une manière connue.
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Les goujons éjecteurs sont montés dans 1.'organe de renforcement 7 de la partie de moule inférieure 6 et sont guidés par cet organe, en sorte que leur fonctionnement n'entraîne aucune usure objectionnable de l'organe formeur 9.
De même, les goujons et douilles de repérage des parties de moule sont portés par les organes de renforcement de ces dernières,' qui ne subissent pas d'usure appréciable, de sorte'quelles organes formeurs du moule ne sont soumis 'à aucune usure par les organes de repérage, ce qui évite le manque de, précision qu'une telle usure pourrait provoquer.
De plus, du fait qu'on munit les parties de moule d'organes de renforcement, la quantité d'alliage ou autre matière que l'on utilise pour établir les .éléments formeurs des parties de moule est bien moindre que si les parties en question étaient entièrement faites de cet alliage, ce qui permet de,réaliser une économie sensible d'alliage ou autre matière dans l'établissement des organes de moulage proprement dits*
Le moule selon l'invention, donné ici à titre d'exemple comporte deux parties, mais il est évident qu'il pourrait comporter autant de parties que les circonstances peuvent l'exiger.
De même, la forme particulière du moule, ainsi que celle de la cavité de moule, peuvent varier dans. de larges limites, elles dépendront de l'objet à fabriquer et des facteurs s'y rapportant, comme le comprendront aisément les gens du métier, et bien qu'on ait décrit et représenté les organes formeurs des parties de moule comme étant établis en un alliage d'étain et de bismuth, et les organes de renforcement desdites parties de moule comme étant en fonte, il est évident qu'on pourra utiliser toutes autres matières appropriées.
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On comprendra également que les détails,de l'inven- tion décrite ici et représentée sur le dessin pourront être modifies sans sortir du cadre de l'invention et que la forme d'exécution décrite ci-dessus n'est donnée que comme étant celle qu'il convient d'adopter de préférence.
REVENDICATIONS
1. Un moule comportant au moins deux parties dont chacune comprend un organe formeur intérieur et un organe de renforcement extérieur, les organes intérieurs formant une cavité de moulage lorsque les parties de moule sont assemblées etles organes de renforcement étant constitues par une matière capable de résister à la pression sans se déformer sensiblement etétant agences de manière à supporter en s'appuyantl'un contra l'autre toute la pression utilisée pour maintenir les parties de moule assemblées en vue du moulage.