Procédé de moulage centrifuge d'objets en métal et machine pour la mise en #uvre de ce procédé. On ,sait que lors du moulage centrifuge -d'un tuyau, selon un des procédés employés actuellement, on verse du métal fondu à l'in t & rieur d'un moule rotatif pratiquement ho rizontal et la force centrifuge créée par la rotation du moule sert à comprimer le métal contre la périphérie interne du .moule en une couche d'épaisseur pratiquement uniforme. Une fois que le métall a fait prise, on retire le tuyau du moule.
Dans certaines machines à mouler centrifuge, une soi-disant "cuve de versement d'extrémité" s'étend à l'intérieur du moule et le moule et la cuve sont déplacés axialement l'un par rapport à l'autre, de telle sorte que le métal qui est versé,âe la cuve, forme une hélice à l'intérieur du moule. Ce procédé de moulage n'est pas nouveau et par conséquent ne nécessite pas une description détaillée.
Dans le genre de machine à mouler qui vient d'être décrit, il est nécessaire de pré voir des moyens de refroidissement du moule, vu la grande conductibilité thermique de ce dernier, pour empêcher la détérioration Li moule et pour provoquer la solidification du métal. Les dispositifs employés jusqu'ici pour refroidir le moule ont consisté, soit en uni -chemise d'eau entourant le moule. soit pli des moyens pour gicler un fluide refroidis sant sur la surface extérieure du moule.
Ce pendant, ces dispositifs ne se sont pas mon- trésentièrement satisfaisants, lorsqu'ils sont employés avec une machine à mouler du type dans lequel une cuve de versement d'extré mité verse le métal fondu progressivement le long de la longueur du moule., vu que ces dis positifs commencent à refroidir le moule sur toute sa longueur en même temps. Mais comme le moule reçoit sa chaleur du métal déposé dans son intérieur et comme ce métal est déposé dans le moule progressivement d'une extrémié à l'autre. il s'en suit que la température des différentes sections ou zo nes .du moufle n'est pas la même au même mo- ment.
En d'autres termes, comme le dépôt du métal chaud à l'intérieur -du moule se fait progressivement, il s'en suit des différences de température le long du moule, différences qui rendent impropre l'application de moyens de refroidissement instantané ou simultané du moule sur toute sa longueur, en excluant tout traitement thermique satisfaisant du moulage.
La vitesse de refroidissement - d'un mou lage détermine (avec d'autres, facteurs) la. graphitation. la structure intercristalline et les efforts internes qui se produisent dans un moulage fini. Pendant que le métal se re froidit, le carbone qui se trouve dans la phase fondue -du métal sous forme de carbure de fer, a tendance à se transformer en carbone libre.
Mais comme la solidification du métal empêche cette transformation, on peut, par conséquent, en réglant convenablement le re froidissement du métal et partant la solidifi cation de ce dernier, obtenir le degré voulu de graphitation. Ceci est nécessaire pour la présence de carbure de fer qui donne au mou lage un revêtement dur, tout en rendant ce moulage non usinable.
En ce qui concerne l'effet du refroidisse ment sur la structure intercristalline de l'ob jet obtenu, il existe généralement parlant deux formes de cristaux dans la phase solide de la fonte de moulage, ces cristaux étant connus comme cristaux alpha apparaissant aux basses températures et comme cristaux gamma existant aux hautes températures.
La tendance des cristaux à se réunir augmente dans les régions supérieures des limites al pha et gamma, en diminuant avec une chute de la température. Par conséquent, plus un revêtement reste longtemps à une température donnée, plus la réunion des cristaux sera pro noncée et comme la formation de grands cristaux est habituellement à éviter, vu qu'elle donne lieu à la formation -de plans de clivage, un refroidissement rapide du métal à travers les températures .élevées des limites des cristaux alpha et gamma est désirable.
Une autre conséquence du refroidissement non uniforme du moule est la possibilité de formation d'efforts dangereux dans le mou lage contenu dans le moule. Pendant le re froidissement du métal fondu, il se produit une @différen :ce de refroidissement selon la section transversale -de l'objet.
Ceci est en ma jeure partie dû au fait que les couches ex ternes & métal versé dans un moule font contact avec le moule et échangent rapide ment -de la chaleur avec ce dernier, tandis que les couches internes de métal ne peuvent pas éliminer la chaleur qu'elles contiennent aussi rapidement que les couches externes. Il en résulte que le métal qui refroidit le plus rapidement est soumis à des efforts de trac tion, vu qu'il est voisin de couches qui sont à une température plus élevée, tandis que les -couches plus chaudes sont comprimées par des couches adjacentes qui sont plus froides.
Ces efforts sont sujets à objections, vu qu'ils affaiblissent matériellement le moulage et ils donnent lieu à .des lignes .de clivage à tra vers tout le moulage fini, comme les grands cristaux mentionnés ci-dessus.
L'emploi :que l'on doit faire d'un objet fini en détermine les caractéristiques. Par exemple, un tuyau destiné à être employé sur un pont suspendu où de l'élasticité -et de la résistance sont nécessaires, n'a pas besoin d'avoir les mêmes propriétés qu'un couloir de décharge de charbon ou,de cendre, lequel .doit être en une matière dure et non -abrasive.
On voit, par conséquent, que le .contrôle de la température, lors du moulage, est de première importance pour assurer l'obtention d'un produit exempt de défauts internes. .
La présente invention comprend un pro cédé -de moulage centrifuge .d'objets en mé tal et une machine pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Ce procédé est caractérisé en ce que l'on verse du métal fondu dans un moule tour nant, pratiquement horizontal et en ce quo l'on refroidit à .choix différentes parties du moule pendant le versement du métal fondu, en vue de régler à volonté la solidification .du métal.
En appliquant ce procédé à un moule mo bile axiaRement, dans lequel le moulage est déposé en hélice, on peut mefroidir progressi vement. le moule au fur et à mesure que le moulage progresse.
Ce procédé permet donc, grâce au réglage précis du refroidissement du moule, d'obte nir des objets, dans lesquels la graphitation a atteint un degré voulu, de structure cris talline correcte et -exempts d'efforts internes dangereux.
La machine pour la mise en aeuvre dudit procédé est caractérisée en ce qu'elle com porte un moule rotatif, pratiquement horizon tal, associé à des moyens pour faire tourner ce moule, des moyens pour introduire du mé tal fondu dans le moule et un dispositif de refroidissement commandé par un mécanisme permettant de faire refroidir à choix diffé rentes parties du moule.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de ladite machine.
La @fig. 1 est une vue latérale en éléva tion de cette machine; La fig. 2 en est un plan par dessus, une partie du moule étant ârrachée; La fig: 3 en est une coupe de l'extrémité évasée, selon la ligne 3 de la fig. 2 et prise dans la direction :de la flèche; La fig. 4 est une .coupe partielle de l'au tre extrémité de la machine, faite selon la ligne 4 de la fig. 2 et prise dans la direction de la flèche;
La fig. 5 est une coupe partielle faite à travers l'extrémité évasée -de la machine se lon la ligne 5-5 de la fig. 2 et prise dans la direction -des flèches; La fig. 6 -est une coupe selon la ligne 6-6 de la fig. 2, prise dans la :direction des flèches; La fig. 7 est une coupe selon la ligne 7-7 -de la fig. 8, prise dans la direction des flèches; La fig. 8 -est une vue en plan par dessus d'une partie du -dispositif -de refroidissement et du mécanisme qui lui est associé;
La fig. 9 est une vue en perspective du robinet réglant le mécanisme; La fig. 10 est une vue en détail .d'une came, montrant son montage sur un arbre ro tatif, ainsi .qu'une modification du contour de sa surface; La fig. 11 est une coupe selon la ligne 11-11 @de la fig. 10, prise dans la .direction de la flèche, et La fig. 12 est une coupe selon la ligne 12-12 de la fig. 8, prise dans la direction des flèches.
On a représenté à la fig. 1 une enveloppe 1 de .moule, montée -de façon ù pouvoir se dé placer longitudinalement sur des rails 2 les quels sont fixés (par des moyens non repré sentés) à un support approprié ou au sol.
En référence aux fig. 5 .et 6, l'enveloppe 1 comporte une partie 3 de base de section en forme -de canal, mais pourvue à ses extrémi tés d'un organe 4 semi-circulaire qui est,des tiné à maintenir en place une plaque d'extré mité. Des plaques 5 sont montées sur l'or gane -de base 3 et y sont fixées par -des bou lons 6 ou par d'autres organes appropriés. Les plaques 5 supportent, soit complètement, soit autrement, des tourillons 7. Des roues 8 sont montées sur ces tourillons et présen tent des brides 9 annulaires interne et externe qui s'ajustent sur chaque côté des rails 2.
Bien .que la machine soit représentée avec quatre roues, il est évident qu'elle peut en présenter un autre nombre.
Des brides 11 se trouvent au sommet des cô tés de la baise 3. Ces brides fontsaillie extérieu rement des côtés et, comme on le décrira plus clairement ci-après, une de celles-ci présente des canaux transversaux le long -de sa lon gueur. La partie inférieure -de la. base 3 pen che légèrement d'un côté. Le plancher est évidé le long de son côté inférieur, comme in diqué en 13 à la fig. 5, et présente une ouver ture longitudinale par laquelle tout liquide se trouvant à l'intérieuT de l'enveloppe peut être évacué.
Comme représenté à la fig. 6, des organes 14 sont espacés le long -de l'en veloppe et sont destinés à renforcer cette der nière à l'endroit -de l'ouverture 13. L'organe de .support 14 est fixé d'un côté de la base et au plancher à l'aide d'un organe approprié (non représenté). Des brides 15 s'étendant vers le bas entourent l'ouverture 13. Ces bri des constituent un tablier et sont destinées à empêcher un éclaboussement provenant de la décharge du liquide hors de l'enveloppe.
Des brides 16 se trouvent au centre :du plancher de la base et font saillie vers le bas à partir de ce plancher. Une crémaillère -est disposée à l'intérieur -du canal formé par ces brides, elle comprend une partie principale 17 et des dents 18. Elle est fixée au plancher par des organes appropriés non représentés, tels que des rivets, des boulons ou par sou dure. Des blocs 19 s'étendent au-dessous de la partie principale 1.7 de la crémaillère et supportent un tablier 21 pour les dents 18 de crémaillère et pour l'engrenage d'actionne- m.ent. Les blocs 19 sont fixés de façon ap propriée aux brides 16 à l'aide d'organes non représentés et peuvent être enlevés lorsqu'on désire remplacer la crémaillère.
La fig. 4 montre une roue d'engrenage 22, présentant des dents 23 destinées à en grener avec les dents 18 de la crémaillère. La roue d'engrenage 22 est montée de façon à pouvoir tourner au-dessous des rails 2 et pré sente des organes d'entraînement appropriés non représentés. La machine est déplacée longitudinalement par la rotation de la roue d'engrenage 22 qui engrène avec la crémail lère -et déplace la machine le long des rails.
On a représenté à la fig. 5 des. bossages 24 pour la machine présentant, d'une part, des brides 25 s'étendant du côté de l'organe 3 de base et, d'autre part, une plaque de bu tée 26 extrême, comme représenté clairement à la fig. 1. Les brides 25 peuvent, soit être venues de fabrication avec la base 3, comme représenté au dessin, soit être fixées à cette base par des boulons ou par d'autres moyens appropriés.
Un couvercle pour l'enveloppe 1 est prévu comportant une plaque 27 partiellement cir culaire et des brides 28 qui reposent sur les brides 11 de la partie de base 3. Des boulons 29 s'étendant à travers les brides 28 et 11 et des écrous 30, fixent la plaque de couverture et l'organe de base 3 ensemble. Une plate- forme est prévue à une extrémité de la pla que de couverture et sert à porter un moteur. Cette plateforme comprend des plaques de support 31 s'étendant extérieurement à par tir de la plaque de couverture 27 et en mon tant à partir de la bride 28. Des plaques 32 reposent sur ces supports 31 et sont venues de fabrication avec le couvercle 27. Le mo teur est monté sur ces plaques 32.
Bien que les supports 31 et les plaques 32 soient représentés d'une seule pièce avec le couvercle 27, il est évident que ces orga nes peuvent être fixés sur le couvercle par tous moyens appropriés.
En référence à la fig. 1, des plateformes 33 et 34 sont également montées de façon ap propriée sur la plaque de couverture 27 pour supporter un autre moteur et un autre dispo sitif d'engrenage.
Comme on le voit aux fig. 4 et 6. des or ganes appropriés sont montés sur la base 3 pour supporter, de façon rotative, un moule à l'intérieur de l'enveloppe. Ces organes comprennent des plaques 35 -qui sont fixées aux parois latérales de l'organe de base 3 par des boulons et des écrous 36. Un palier à rouleaux 37 fait -corps avec chaque plaque 35. Ces paliers 37 constituent des supports pour les arbres 38 qui portent des galets 39. Les plaques 35 font suffisamment saillie des côtés de la base 3 pour permettre aux galets 39 -de tourner entre ces plaques sans toucher les parois latérales de la base 3. Quatre ga lets sont représentés au dessin, mais dans cer taines circonstances, il peut être nécessaire d'en augmenter ou d'en diminuer le nombre.
On a représenté à la fig. 6 un moule 41 reposant. sur les galets 39. A la fig. 4, l'ex trémité cylindrique du moule présente un an neau 42, amovible, fixé dans l'extrémité du moule. L'anneau empêche tout métal fondu versé dans le moule de s'en écouler. La forme des bords 43 de l'anneau détermine la forme de la face extrême du moulage.
Un bouclier 44 annulaire, amovible, est monté sur le moule à l'aide de moyens non représentés et s'étend sur une partie de l'an- neau 42. Ce bouclier 44 empêche tout liquide versé sur le moule de tomber sur l'anneau 42 ou sur la partie du moule en contact avec cet anneau. Comme spécifié ci-après, le moule sera arrosé par un liquide refroidissant qui tendra à en diminuer la dilatation provo quée par l'échange de chaleur avec le métal fondu. Le métal, en faisant contact, comme il le doit avec l'anneau 42, provoque la di latation de ce dernier. En protégeant l'anneau 42 du jet du liquide refroidissant, il se dila tera d'une valeur tout au moins aussi grande que le moule, si ce n'est pas plus grande.
Ceci assurera un ajustage étroit entre le moule et l'anneau et il ne se produira pas de fentes dans lesquelles le métal fondu peut couler et former des barbes sur le moulage terminé. Jusqu'ici, des difficultés considérables ont été rencontrées du fait de la formation de ces barbes, qui ont nécessité un usinage sup plémentaire du moulage pour les enlever.
Le moule représenté à la fig. 3 est pourvu d'une partie élargie extrême 45. La forme de cette partie détermine évidemment la forme du moulage terminé, et un moule à extrémi tés unies peut être. substitué au moule à ex trémités évasées. . Un enfoncement 46 se trouve à l'intérieur de l'évasement et est des tiné à recevoir une tête-noyau non représen tée. Cette tête-noyau a la même fonction gé nérale que l'anneau 42 à l'extrémité unie du moule. Elle empêche notamment un écoule ment du métal fondu hors du moule et faci lite la formation du tuyau. L'extérieur -de la partie évasée 45 est pourvue d'un filet 47 sur lequel -est vissé un anneau 48 d'engre nage.
La plaque de couverture 27 présente une rainure 49 près de l'extrémité évasée et au sommet du couvercle, à travers laquelle s'é tend une roue dentée<B>51</B> folle. Une boîte d'en grenage 53 est montée .sur la plaque de cou verture au moyen des écrous et des boulons 52 (comme représenté à la fig. 5). Des pla ques 34 sont fixées à la boîte 53 de l'engre nage par des boulons 54' et constituent des paliers<B>'55</B> pour un arbre 56 sur lequel la roue 51 est montée. Une autre boîte 5 7 d'engrenage est dis posée sur la boîte 53 d'engrenage.
Une roue d'engrenage 58 est placée à l'intérieur de la boîte 57 et engrène avec la roue dentée folle 51. Une plaque 59 est montée sur l'enveloppe 57 et est munie d'un palier 61 pour un arbre 62 d'armature sur lequel la roue 58 est cla vetée. On remarquera dans la fig. 5 que la plaque .arrière 54 s'étend au-dessus de la boîte 5 7 aussi bien qu'au-dessus de la boîte 53, et sert également comme palier pour l'ar bre 62.
Bien que l'on ait représenté schématique ment un moteur 63 électrique de genre con ventionnel, d'autres types de moteurs peu vent être employés dans certaines circonstan ces. Le moteur 63. est fixé à la plaque 32 de la plateforme par des écrous et des bou lons 64. Le moteur et le train d'engre nage produisent la rotation du moule 41. En introduisant la roue folle 51 dans le train d'engrenage, on obtient une diminu tion appropriée du rapport d'engrenage et une rotation du moule dans la même direc tion que l'arbre d'armature.
Lorsque le moteur 63 est. mis en marche, le moule est mis en rotation tout -en étant supporté par les galets 39. La rotation du moule crée à son voisinage une cou che tournante d'air ou d'autres gaz. Cette couche empêche l'éclaboussement du moule. en l'absence d'autres moyens appropriés, par un liquide ou un gaz, vu que si un tel fluide est refoulé dans la direction du moule, il sera saisi par la touche tournante et sera soit chassé pa)r la force centrifuge créée, soit em pêché de tourner le moule au point sur lequel il a été dirigé. Pour empêcher ceci de se produire, on a prévu une chicane pour l'air.
destinée à briser toute couche de gaz qui peut se former par la rotation du moteur.
Des pieds 65 sont montés sur les organes 14 et aux côtés opposés du bas de la base 3. Ces pieds sont fixés à ces organes par des moyens tels que soudure, boulons ou ri vets. Ils sont pourvus de bras de support 66. ces derniers étant recourbés à leurs extrémi tés comme en 67. Une plaque 68 est placée entre les extrémités 67 et s'étend le long du moule en en épousant la forme. Comme on le remarquera à la fig. 3, la plaque 68 a une configuration correspondant au côté externe de l'embouchure du moule. Un petit espace 69 est ménagé entre le moule et la plaque 68 pour laisser passage à de faibles irrégulari tés du moule.
Les organes de support de la plaque 68 sont espacés le long de la longueur de celle--ci.
En référence à la fig. 5, une plaque 71 pour l'extrémité évasée est montée sur le corps de l'enveloppe et y est fixée par des boulons 72. Cette plaque présente une ouver ture 78 circulaire, de diamètre légèrement plus grand que l'ouverture évasée du moule. Cette plaque est destinée à empêcher l'entrée de poussière, de saletés ou d'autres substances étrangères dans l'enveloppe, ce qui pourrait nuire à l'efficacité du mécanisme.
La plaque de couverture 27 présente une bride 74 à son extrémité évasée qui est de 'la même forme que la partie sup,rieure de ',a plaque 71 d'extrémité. Une prolongation 75 est fixée à .cette bride et un palier 7t> dont on parlera ci-après est disposé dans cette -Pro longation. En référence aux fig. 1. à 4, l'ex trémité unie de la couverture 27 présente une bride 77 supportée par un bloc 78 monté sur . la plaque de couverture. La bride 747, est in-u- nie .d'un palier 79.
Une plaque 81 est montée sur l'extrémité unie de l'enveloppe et présente une Davcr- ture circulaire légèreme_It plus grande que l'extrémité unie du moule. Cette plaque <B>81.</B> se trouvant près de l'ouverture est retour. bée intérieurement comme en 82, de telle sorte qu'elle entoure le bouclier 44. Cette plaque 81 empêche toute eau qui pourrait ve nir,du moule de jaillir ou de couler hors de l'enveloppe.
Un tablier 83 venu de fabrication avec l'enveloppe 81 est destiné à recevoir tout métal fondu coulant de l'extrémité de la cuve de versement du métal, ainsi que tout métal qui pourrait gicler du moule. Le ta blier 83 forme un canal 84 qui penche du côté de la machine où le métal peut couler dans une gouttière ou dans un autre récipient prévu pour recevoir le métal résiduel. Le tablier est supporté par des montants 85 qui sont disposés sur une plateforme 86 s'éten dant de la base 3 au delà de l'enveloppe du moule. On remarquera, à la fig. 4, que la cré maillère s'étend également au delà de l'extré mité de l'enveloppe du moule.
En référence à la fig. 1, une conduite 87 s'étend le long du côté de l'enveloppe et elle est fermée à une .de ses extrémités 88. L'ex trémité opposée de la conduite 87 est reliée à un coude 89 au moyen d'un manchon d'ac couplement 91. Le coude 89 s'étend vers le bas et est relié clé façon étanche par le joint 92 à une conduite 93 représentée coupée à la fig. 1. La conduite 93 pénètre par télesco page dans une autre conduite (non représen tée) fixée aux rails 2. Un collier étanche à l'eau, également non représenté, est prévu pour permettre à la conduite 93 de se dépla cer dans la conduite fixe tout en empêchant les fuites créées par ce mouvement.
Lorsque la machine se déplace sur les rails 2, de l'eau peut ainsi être fournie à n'importe quel mo ment à la conduite 87. Comme représenté à la fig. 2, cette conduite 87 présente le long de sa longueur des ouvertures 94.
Des robinets 95 sont vissés sur ces ouver tures 94 ou fixés à ces orifices d'une autre manière appropriée étanche à l'eau. Ces ro binets comportent une enveloppe 96 (voir les fig. 7 et 9) présentant une partie supérieure 97 amovible en cas de réparations ou de ré glage spécial. Une tige 98 à mouvement al ternatif se prolonge dans un joint étanche à l'eau à partir .de la base de l'enveloppe 96 du robinet et fait saillie à travers une rainure 99 d'une base 101 d'un étrier. La tige 98 est maintenue en contact avec l'organe 101 au moyen d'un ressort non représenté se trou vant à l'intérieur du robinet.
La base de l'é trier est supportée par des tiges 102 qui sont fixées -de façon à pouvoir pivoter à un bras 103 d'une barre coudée. Les tiges 102 sont filetées à leur extrémité inférieure et des écrous 104 sont vissés sur ces extrémités. La plaque 101 qui présente des ouvertures pour recevoir les tiges 102 est -disposée sur les ti ges 102, et des écrous 105 sont alors vissés aux extrémités libres de ces tiges. Les écrous 104 et 105 maintiennent la base 101 en place.
Le réglage du robinet peut s'effectuer en sou levant ou en abaissant la base 101 sur les ti ges 102. .Un boulon ou un rivet 106 s'étend à travers l'extrémité supérieure des tiges 102 et à travers le bras 103 en constituant ainsi un joint à pivot pour ces organes. Une plaque 108 est montée sur la brido 28 de la plaque de l'enveloppe au moyen des boulons -et des écrous 107. L'extrémité supé rieure de cette plaque est divisée en 109. La barre coudée formée par les bras 103 et 111 est pivotée dans l'enfoncement de la plaque 108, à l'endroit où se rencontrent ces bras.
La barre coudée est maintenue en place par. un boulon 112 et une rondelle 113. Le boulon 112 passe à travers la plaque 108 et à tra vers la pièce coudée en constituant un pivot autour duquel les bras 103 et 111 peuvent os ciller. Une barre coudée 115 est fixée au bras 111 par des. écrous et -des boulons 114. Cette barre 115 présente une partie saillante 116 qui est destinée à faire contact avec une surface de came. Grâce aux boulons et aux écrous 114, l'organe 115 peut être enlevé, et des coins peuvent être placés entre le bras 111 et la barre 115. La présence de ces coins fera va rier l'angle de la barre 115 avec le bras 111 et, par conséquent, le réglage du robinet. La partie 118 fait contact avec une came rota tive 117 montée sur un arbre 118.
Cette par tie 116 est maintenue en contact avec ce der nier au moyen d'un ressort 128 s'étendant en tre les oreilles 127 et 129 de l'organe 111 et respectivement de la couverture 27. Lorsque le bras coudé oscille sur son point de pivote ment, le bras 103 s'élévera ou s'abaissera. Le mouvement du bras 103 se transmettra aux tiges 102 qui régleront à leur tour le ro binet. Lorsque la barre 115 est déplacée vers le couvercle 27 de l'enveloppe, l'étrier est soulevé et le robinet ouvert; par contre, lors que cette -barre est éloignée de l'enveloppe, le bras 103 est abaissé, l'étrier descend et ferme le robinet.
Comme représenté aux fig. 10 et 11, la came<B>117</B> est du type à entailles et présente des épaulements 119 annulaires. Ces épaule ments sont rainurés en 121 et des fils 122 sont maintenus en place par las rainures 121. Ces fils-rubans 122 sont tordus comme repré senté en 123 (fig. 10). Ces rubans, lorsqu'ils sont serrés et tordus, maintiennent en place les deux parties de la came. Les cames sont montées sur l'arbre 118 dans des canaux an nulaires qui. constituent des épaulements 124 empêchant tout mouvement longitudinal de la came sur l'arbre. Un tourillon saillant 125 est noyé dans le canal de l'arbre et est des tiné à s'engager dans une ouverture<B>126</B> d'une des parties de la came. L'ouverture 126 est de la même dimension que la partie sail lante du tourillon 125.
Cette ouverture em pêche toute rotation de la section de came par rapport à l'arbre 11.8. On peut ainsi facile ment monter une came sur l'arbre en plaçant la section avec l'ouverture 126 à l'intérieur d'un canal de l'arbre et en ajustant l'ouver ture 126 sur le tourillon 125. L'autre sec tion de la came peut alors être mise en place et les fils 122 peuvent être placés dans les rainures 121 et tordus. Cette disposition per met un remplacement rapide et facile des ca mes et en même temps assure la fixité de la came par rapport à l'arbre.
On remarquera dans la fig. 2 que les ro binets et le mécanisme qui leur est associé, décrits ci-dessus, sont placés le long clé l'en veloppe du moule. L'arbre 118 s'étend éga lement le long de l'enveloppe et est sup porté par des paliers 131. de préférence en plusieurs pièces (à coquilles), montés sur la plaque de couverture 27 au moyen des bou lons 132 et des écrous<B>133.</B> Ces paliers sont placés à clés distances convenables le long; des arbres pour permettre un support adé quat. Les extrémités de l'arbre 118 sont mon tées dans les paliers de butée 76 et 79 déjà décrits.
On a représenté aux fig. 1 et 2 une boite d'engrenage 134 de type conventionnel, fixée de façon appropriée, à la couverture 27 de l'enveloppe, au moyen des organes<B>135.</B> Cette boîte 134 d'engrenage renferme des en grenages destinés à transmettre le mouve ment de l'arbre 136 à l'arbre 118. L'arbre 136 est supporté par un palier 137. Un en grenage d'angle 138 est claveté à l'extré mité .de l'arbre 136 et engrène avec un autre engrenage d'angle 139 monté sur un arbre 141. L'arbre 141 se prolonge dans un méca nisme 142 de réduction d'engrenages, monté de façon appropriée sur la plateforme 34. L'organe d'entraînement du réducteur 142 d'engrenages comprend un arbre 143 qui en grène dans l'organe 142 avec l'arbre 141.
L'arbre 143 est fixé à un arbre 144 d'arma ture d'un moteur 145 au moyen d'une douille 146. Le moteur 145 est monté sur la plate- forme 33 et donne la force nécessaire à la ro tation de l'arbre<B>118.</B> La vitesse est considé rablement réduite par le mécanisme 142 de réduction d'engrenages, de façon à assurer une vitesse convenable de rotation de l'arbre <B>118.</B> Un interrupteur de circuit 147 automa tique -est monté sur l'arbre et est relié par un fil 148 au moteur 145. L'interrupteur de cir cuit 147 est de type conventionnel et peut être réglé de telle sorte qu'il peut arrêter le moteur 145 à n'importe quel moment parti culier pendant la rotation de l'arbre 118.
Lorsque le moteur 145 est mis en marche, l'arbre 118 est obligé de tourner, lequel.règle à son tour les robinets 95 au moyen de la came et -du mécanisme associé.
Des conduites 149 sont vissées dans les orifices de sortie des robinets 95 et sont re liées à des boîtes 150 étanches (fig. 6 et 7). Ces conduites 1.49 s'étendent à travers, des ca naux 151. ménagés dans les brides Il et 23, comme indiqué .en traits interrompus .à la fig. 7. Ces conduites sont supportées par les brides. Les boîtes 150 reposent contre la face interne de l'enveloppe du moule.
Comme représenté à la fig. 8, les boîtes 150 présentent cinq ouvertures 152 dans les quelles sont ajustées des conduites 153, 15.1, 155, 156 et 157. Ces conduites sont fixées de façon étanche avec la boîte 150 au moyen de presse-étoupes 158 et 159. Comme on le verra aux fig. 7 et 8, la langueur des con duites 153 à 157 varie le long de l'arc formé par la plaque 27 de couverture. Chaque con duite comporte un coude 161 qui la relie à une conduite 162, laquelle présente également un coude<B>163.</B> Des conduites 164a, 164b, 164e, 164d, 164e sont vissées dans les coudes 163 et s'étendent le long du moule. Ces condui tes sont alimentées respectivement par les conduites 153, 15.1, 155, 156 et 1,57.
Les con duites 164a à 164e sont fermées à leur -extré mité opposée au coude 163, comme repré senté en 165 à la fig. 12, et elles présentent des ouvertures 166 espacées sur leur lon gueur, destinées à disperser un fluide sur le moule.
En référence à la fi g. 7, on remarquera, que les conduites 153 et 157 décrivent en gé néral un demi-cercle et épousent grossière ment la forme du moule. On remarquera -éga- lem,ent, en se rapportant à cette figure, que les ouvertures 166 sont radiales par rapport au même point, ce point étant le centre du moule. De cette manière, un courant de fluide est dispersé radialement sur la circonférence du moule, comme représenté en 167 à la fig. 6.
Une console 168 est représentée à la fig. 7, montée sur la paroi de l'organe de base 3, opposée à la paroi sur laquelle les boîtes 150 sont montées. Cette console est fixée â ladite paroi par un boulon et un écrou 169 et le bras libre de la console est perforé pour recevoir la conduite 157 qu'il supporte. Des écrous 171 sont vissés sur la conduite 157 et maintiennent fermement cette dernière sur la console. La conduite elle-même peut s'étendre vers la console ou bien la partie s'étendant au -delà du joint 172 en Ï, peut être une tige pleine.
Si la cou- duite elle-même se prolonge, il sera évidem ment nécessaire de fermer son extrémité, mais si elle constitue une tige s'étendant à partir du joint en Ï, l'insertion de cette tige dans le joint sera suffisante pour empêcher toute fuite. On remarquera, en se référant plus parti culièrement à la fig. 8, que les conduites 164a à 164e sont de longueur uniforme, mais que par suite de la position des diverses condui tes 153 à 157 dans la boîte 150, elles ne sont pas extensibles.
De cette manière, il se pro duit un recouvrement parmi plusieurs con duites 164a à 1646 sur une partie de leur lon gueur, ainsi qu'un recouvrement sur le reste de leur longueur avec des conduites corres pondantes provenant d'une autre boîte 150. Pour plus de clarté, on a ajouté un indice prime aux conduites 153 à<B>157</B> et 164a à 164e -qui sont reliées à l'autre boîte 150, re présentée à la. fig. 8. On remarquera par exemple que lorsque deux des robinets 95 sont ouverts, la conduite 164a recouvre les conduites 164>>, 164c, 164a et 164e et qu'elle est à son tour recouverte, par exemple, par les conduites 164b" à 164P".
La conduite 164b recouvre sur une partie de leur lon gueur les conduites 164a, 164c, 164d, 164e, 164'a, 164c" à 164P". Par suite des positions des ouvertures 166 des conduites 164 les con duites correspondantes ne doivent pas se re couvrir les unes les autres.
On remarquera ainsi que des conduites ve nant d'une boîte sont recouvertes par les con duites venant de deux boîtes voisines et que le refroidissement le long du moule progresse uniformément plutôt que par des changements additionnels subits. Cette dispo sition est d'importance particulière si l'on considère les variations de refroidissement pendant une période pour chaque section.
Afin d'obtenir un refroidissement pro gressif, les cames 117 sont placées sur l'ar bre 118 dans des positions angulaires diffé rentes, de telle sorte que les points de leur surface auxquels elles commencent à fonc tionner sont répartis autour de la circonfé rence de l'arbre. De cette manière, les divers robinets 95 sont ouverts à des moments dif férents et sont semblablement fermés à des moments différents.
Par exemple, en suppo sant que l'extrémité évasée du moulage doit être coulée en premier lieu, le robinet le plus près de l'extrémité évasée du moule est ou-
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vert <SEP> en <SEP> premier <SEP> lieu <SEP> et <SEP> les <SEP> autres <SEP> robinet;
<tb> sont <SEP> successivement <SEP> ouverts <SEP> en <SEP> allant <SEP> dans <SEP> la
<tb> direction <SEP> de <SEP> l'autre <SEP> extrémité <SEP> du <SEP> moule.
<tb> Grâce <SEP> à <SEP> la <SEP> configuration <SEP> des <SEP> surfaces <SEP> do
<tb> came, <SEP> une <SEP> diminution <SEP> contante <SEP> du <SEP> débit <SEP> des
<tb> robinets <SEP> déjà <SEP> en <SEP> action <SEP> se <SEP> produit <SEP> d'une <SEP> part
<tb> et <SEP> d'autre <SEP> part, <SEP> un <SEP> nombre <SEP> plus <SEP> grand <SEP> de <SEP> ro binets <SEP> entrent <SEP> en <SEP> fonction.
<SEP> L'effet <SEP> de <SEP> tout
<tb> ceci <SEP> est <SEP> un <SEP> refroidissement <SEP> variant <SEP> unifor mément <SEP> le <SEP> long <SEP> du <SEP> moule, <SEP> sans <SEP> aucun <SEP> chan gement <SEP> brusque, <SEP> dans <SEP> le <SEP> cas <SEP> oiL <SEP> toutes <SEP> les <SEP> ca mes <SEP> utilisées <SEP> ont <SEP> le <SEP> même <SEP> pourtour. <SEP> Ce <SEP> re froidissement <SEP> est <SEP> particuli:
'rement <SEP> important
<tb> et <SEP> en <SEP> modifiant <SEP> la <SEP> surface <SEP> des <SEP> cames. <SEP> la <SEP> vi tesse <SEP> désirée <SEP> de <SEP> refroidissement. <SEP> soit <SEP> pour <SEP> une
<tb> section, <SEP> soit <SEP> pour <SEP> tout <SEP> le <SEP> moulage, <SEP> peut <SEP> être
<tb> obtenue. <SEP> La <SEP> vitesse <SEP> de <SEP> refroidissement <SEP> déter mine <SEP> la <SEP> structure <SEP> du <SEP> moulage <SEP> terminé.
<tb> Le <SEP> fonctionnement <SEP> de <SEP> la <SEP> machine <SEP> @-lon
<tb> la. <SEP> présente <SEP> invention <SEP> se <SEP> comprend <SEP> par <SEP> ce <SEP> qui
<tb> précède.
<SEP> Dans <SEP> le <SEP> type <SEP> de <SEP> machine <SEP> qui <SEP> vi@-ri <SEP> i
<tb> d'être <SEP> décrit, <SEP> la <SEP> cuve <SEP> qui <SEP> transporte <SEP> le <SEP> m" tal <SEP> fondu <SEP> au <SEP> moule <SEP> est <SEP> habituellement, <SEP> sta tionnaire. <SEP> Au <SEP> début <SEP> de <SEP> l'onérat_cs,, <SEP> elle
<tb> tend <SEP> dans <SEP> le <SEP> moule <SEP> à <SEP> partir <SEP> de <SEP> l'ex <SEP> tr(@ni1\L
<tb> unie <SEP> sur <SEP> une <SEP> faible <SEP> distance <SEP> de <SEP> la <SEP> face <SEP> in terne <SEP> de <SEP> la <SEP> tête-noyau, <SEP> laquelle. <SEP> comme <SEP> @p@ cifié <SEP> précédemment, <SEP> est <SEP> introduite <SEP> dans <SEP> l'ex trémité <SEP> évasée. <SEP> Dans <SEP> ce <SEP> but, <SEP> la <SEP> machin;
, <SEP> cu présentée <SEP> à <SEP> la <SEP> fig. <SEP> 1 <SEP> est <SEP> déplacée <SEP> vers <SEP> la
<tb> gauche, <SEP> jusqu'à <SEP> ce <SEP> que <SEP> l'extrémité <SEP> de <SEP> la
<tb> cuve <SEP> de <SEP> versement <SEP> soit <SEP> à <SEP> la <SEP> position <SEP> dés; <SEP> ëe. <SEP> Ce <SEP> mouvement <SEP> de <SEP> la <SEP> machine <SEP> #ur <SEP> les
<tb> r <SEP> <B>6</B>
<tb> rails <SEP> 2 <SEP> est <SEP> -effectué <SEP> par <SEP> la <SEP> rotation <SEP> de <SEP> l'en grenage <SEP> 22 <SEP> qui <SEP> engrène <SEP> avec <SEP> les <SEP> dents <SEP> 18 <SEP> dr@
<tb> crémaillère.
<SEP> Le <SEP> moteur <SEP> 63 <SEP> est <SEP> alors <SEP> mis
<tb> en <SEP> marche <SEP> et <SEP> fait <SEP> tourner <SEP> le <SEP> moule <SEP> par <SEP> l'in termédiaire <SEP> des <SEP> engrenages <SEP> 48, <SEP> 51 <SEP> et <SEP> 58.
<tb> Du <SEP> métal <SEP> fondu <SEP> est <SEP> versé <SEP> dans <SEP> la <SEP> cuy,-, <SEP> ?,t
<tb> en <SEP> est <SEP> déchargé <SEP> dans <SEP> le <SEP> moule <SEP> à <SEP> son <SEP> extrf' mité <SEP> évasée. <SEP> Au <SEP> moment <SEP> où <SEP> le <SEP> métal <SEP> c;
t
<tb> versé <SEP> dans <SEP> le <SEP> moule, <SEP> le <SEP> moteur <SEP> qui <SEP> actionne
<tb> la <SEP> roue <SEP> d'engrenage <SEP> 22 <SEP> est <SEP> mis <SEP> en <SEP> marche <SEP> et
<tb> le <SEP> moule <SEP> commence <SEP> à <SEP> tourner <SEP> en <SEP> allant <SEP> vers
<tb> la <SEP> droite <SEP> sur <SEP> les <SEP> rails <SEP> 2. <SEP> La <SEP> vitesse <SEP> de <SEP> co
<tb> mouvement <SEP> varie <SEP> selon <SEP> les@-irconstances <SEP> et
<tb> elle <SEP> peut <SEP> varier <SEP> pendant <SEP> une <SEP> opération <SEP> de
<tb> moulage, <SEP> vu <SEP> que <SEP> quelquefois <SEP> il <SEP> est <SEP> nécessaire d'avoir des vitesses différentes de mouve ment axial au moment où le métal est versé dans l'extrémité évasée, par rapport à la vi tesse requise, lorsque le métal est versé dans le reste du moule.
Au moment où le métal est versé dans le moule, le moteur 145 est également mis en marche. Une commande commune peut être utilisée pour le moteur 145 et pour le moteur qui entraîne l'engrenage 22. Le fonctionne ment du moteur 145 fait tourner l'arbre 118 et, par conséquent, les cames placées sur cet arbre, en synchronisme avec le mouvement longitudinal du moule.
La came se trouvant à l'extrémité évasée de l'arbre doit avoir, au début de l'opération, la position de la came représentée à la fig. 7, c'est-à-dire être dans une position telle que la rotation la plus fai ble possible de l'arbre fera osciller l'organe 116 le plus loin possible contre la surface de came et ouvrira ainsi le robinet à son maximum. Les conduites venant de la boîte 150 qui est la plus près de l'extrémité éva sée, disperseront alors une forte couche de fluide refroidissant sur le moule.
Pendant tout ce temps, le moule est évi demment soumis à la rotation et se déplace également sur les rails, de telle sorte que la cuve stationnaire décharge le métal fondu en différents points le long du moule. L'ar bre 118 est également mis en rotation, ce qui signifie que les cames tournent égale ment. Juste avant le moment où le métal est versé dans la partie du moule recouverte par les conduites provenant de la boîte sui vante 150, la came pour cette boîte est :dans la position de la came représentée à la fig. 7. La came mentionnée en premier lieu a été mise en rotation et ferme alors le robinet qu'elle commande.
Une légère rotation de la deuxième came fait alors osciller l'organe 111 contre la partie la plus basse .de la surface de came, ce qui ouvre complètement le ro binet correspondant à cette deuxième came. Le métal est versé dans le moule progressi vement le long de ce dernier. La décharge du fluide refroidissant diminue pour chaque section en fonctionnement au fur et à mesure que le nombre des sections entrant en fonc tion augmente. La rotation de l'arbre 118 doit évidemment être synchronisée avec le déplacement de la machine le long .des rails, de façon qu'il existe une relation définie entre le moment où le métal est versé dans une section du moule .et le moment où cette section commence à être refroidie.
La came représentée à la fig. 7 est -des tinée à ouvrir rapidement son robinet, puis à le fermer graduellement sur un arc de fermeture de 180 ou pendant un demi-tour de l'arbre. Cette cams est concentrique 'à partir de cet endroit, de telle sorte que lors que l'arbre 118 a fait un demi-tour, la pre mière came interrompt l'eau s'écoulant de son robinet et toute nouvelle rotation de l'arbre inférieure à 180 , ne modifie pas le fonctionnement de ce robinet.
Lorsque l'ar bre a effectué un tour complet et lorsque la première came est dans la position représen tée à la fig. 7, tous les robinets seront fer més. @Ce type -de came est très utile pour des travaux d'expérience ou lorsque les condi tions de refroidissement doivent être modi fiées, vu qu'en élevant ou en abaissant la base 101 d'étrier sur les tiges 102 (fig. 9), on peut régler le moment de fermeture des robinets à n'importe quel point du pourtour des cames. Le robinet lui-même ne sera pas ouvert aussi grand, lorsqu'une petite partie seulement de ce pourtour correspond à l'ou verture, qu'il ne le serait lorsqu'une plus grande partie serait utilisée pour cette ou verture.
L'intensité des jets peut être réglée par la pression de l'eau .dans la conduite 87.
Grâce à la disposition représentée, l'ar bre 118 fait un demi-tour pendant le temps qu'il faut pour verser le métal le long du moule. En d'autres termes, la durée de l'o pération .de versage est comprise entre l'ou verture du premier robinet et l'ouverture du dernier robinet, ouvertures qui sont espacées de 180 . Ceci est .connu sous le nom d'arc de moulage. Lorsque l'arbre a. fait un tour complet, l'interrupteur de circuit 147 arrê!:e le moteur 145 et tout refroidissement du moule et du moulage cesse. Le moulage peut alors être retiré du moule par des moyens appropriés et la machine ramenée en place pour une autre opération de moulage.
Il n'est pas essentiel que l'arc de mou lage soit .de 180 . Il peut être plus faible, ruais il ne doit pas être plus grand si les ca mes sont toutes semblables. La dernière came qui est. le plus près de l'extrémité unie du moule doit tourner tout en restant en position fermée, pendant que les autres -ca mes ouvrent leurs robinets respectifs. La lon gueur de cet arc fermé est évidemment égale à celle de l'arc -de moulage, -de telle sorte que<B>180</B> est la valeur maximum que peu vent avoir ces arcs. Si l'arc de moulage est plus grand, le premier robinet sera alors -de nouveau ouvert avant que le .dernier' ait été fermé.
En faisant varier les surfaces de cames, la vitesse de refroidissement peut être mo difiée. Par exemple, il peut être désirable de refroidir rapidement le métal fondu au- dessous de son point de solidification, puis de refroidir lentement le moulage à travers les zones critiques. Comme spécifié ci-dessus, ce procédé de refroidissement facilitera la graphitation du carbone et tendra .à suppri mer les efforts internes créés par un refroi dissement irrégulier en section transversale du tuyau. Un tel produit ne nécessitera pas de recuite ou tout au moins une recuite li mitée. Il sera très bien destiné à un bon nombre d'usages.
Si l'on désire cependant fabriquer un tuyau qui résistera à l'abrasion et dont la résistance ne soit pas un facteur important, on provoquera un refroidissement rapide en modifiant la. surface de came, de telle sorte que cette surface reste pratique ment concentrique pendant le temps qu'il faut pour refroidir le métal à travers les zones critiques. La vitesse de refroidissement est ensuite de moindre importance. De plus, les cames peuvent être construites de manière à ne Maire couler l'eau que seulement lors que le métal est versé, puis ensuite à inter rompre l'eau, de telle sorte qu'une zone de refroidissement suit le versement du métal. Une telle came est représentée à la fig. 10.
En résumé, le moule peut être refroidi à choix de la manière décrite, en établissant les cames de façon à ce qu'elles ouvrent et à ce qu'elles ferment leurs robinets, respectifs aux moments désirés. Comme spécifié ci- dessus, la manière dont les cames sont mon tées sur l'arbre 118 est telle que le rempla cement ou le changement d'une came peut être effectué facilement.
Les avantages -de la présente invention sont apparents. L'appareil nécessite peu de main-d'oeuvre pour son fonctionnement, son fonctionnement est précis et. il donne des produits de propriétés déterminées. On re marquera que non seulement le moulage est refroidi sur toute sa longueur, mais que le refroidissement peut varier pour n'importe quelle section longitudinale particulière. Comme spécifié ci-dessus, ceci est de la plus grande importance, vu que cela permet de soumettre n'importe quelle partie longitudi nale du moulage fini au même degré de re froidissement que n'importe quelle autre par tie. On obtient ainsi un moulage de structure uniforme.
Comme indiqué ci-dessus, les sys tèmes de refroidissement employés jusqu'ici soumettaient l'enveloppe à différentes va leurs de refroidissement et les produits ré sultants n'étaient pas de structure uniforme.
Method of centrifugal molding of metal objects and machine for the implementation of this process. It is known that during the centrifugal molding of a pipe, according to one of the methods currently employed, molten metal is poured inside a practically horizontal rotating mold and the centrifugal force created by the rotation of the pipe. mold serves to compress the metal against the inner periphery of the mold into a layer of substantially uniform thickness. Once the metal has set, the pipe is removed from the mold.
In some centrifugal molding machines, a so-called "end pouring tank" extends inside the mold and the mold and the tank are moved axially with respect to each other, so that the metal which is poured into the tank forms a helix inside the mold. This molding process is not new and therefore does not require a detailed description.
In the type of molding machine which has just been described, it is necessary to provide means for cooling the mold, in view of the great thermal conductivity of the latter, in order to prevent the deterioration of the mold and to cause solidification of the metal. The devices used heretofore to cool the mold have consisted either of a single water jacket surrounding the mold. or folding means for squirting a cooled fluid on the outer surface of the mold.
However, these devices have not proved to be entirely satisfactory when employed with a molding machine of the type in which an end pouring vessel pours molten metal gradually along the length of the mold. since these positive disks start to cool the mold along its entire length at the same time. But as the mold receives its heat from the metal deposited in its interior and as this metal is deposited in the mold gradually from one end to the other. it follows that the temperature of the different sections or areas of the muffle is not the same at the same time.
In other words, as the deposition of the hot metal inside the mold takes place gradually, temperature differences follow along the mold, differences which make the application of instantaneous cooling means unsuitable. simultaneous mold over its entire length, excluding any satisfactory heat treatment of the molding.
The cooling rate - of a molding determines (together with other factors) the. graphitation. the intercrystalline structure and internal stresses that occur in a finished casting. As the metal cools, the carbon in the molten phase of the metal in the form of iron carbide tends to change to free carbon.
But since the solidification of the metal prevents this transformation, it is therefore possible, by suitably controlling the cooling of the metal and hence the solidification of the latter, to obtain the desired degree of graphitation. This is necessary for the presence of iron carbide which gives the mold a hard coating, while rendering this molding non-machinable.
Regarding the effect of cooling on the intercrystalline structure of the obtained object, there are generally speaking two forms of crystals in the solid phase of the casting iron, these crystals being known as alpha crystals appearing at low temperatures. and as gamma crystals existing at high temperatures.
The tendency for crystals to unite increases in the upper regions of the al pha and gamma limits, decreasing with a drop in temperature. Therefore, the longer a coating remains at a given temperature, the more the crystallization will be pronounced and since the formation of large crystals is usually to be avoided, since it gives rise to the formation of cleavage planes, cooling. rapidity of the metal through the high temperatures of the alpha and gamma crystal limits is desirable.
Another consequence of the non-uniform cooling of the mold is the possibility of the formation of dangerous forces in the molding contained in the mold. During cooling of the molten metal, there is a cooling difference depending on the cross section of the object.
This is mostly due to the fact that the outer layers & metal poured into a mold make contact with the mold and quickly exchange heat with it, while the inner layers of metal cannot remove heat. that they contain as quickly as the outer layers. The result is that the metal which cools the fastest is subjected to tensile forces, since it is adjacent to layers which are at a higher temperature, while the hotter layers are compressed by adjacent layers which. are cooler.
These efforts are subject to objection as they materially weaken the cast and give rise to lines of cleavage throughout the finished cast, such as the large crystals mentioned above.
The use: that one must make of a finished object determines its characteristics. For example, a pipe intended for use on a suspension bridge where elasticity - and strength is required, does not need to have the same properties as a coal or ash discharge corridor, which must be made of a hard, non-abrasive material.
It can be seen, therefore, that the temperature control during molding is of prime importance to ensure that a product free from internal defects is obtained. .
The present invention comprises a method of centrifugal molding of metal objects and a machine for carrying out this method.
This process is characterized in that molten metal is poured into a practically horizontal rotating mold and in that various parts of the mold are cooled as desired during the pouring of the molten metal, in order to adjust at will. solidification of the metal.
By applying this method to an axially movable mold, in which the molding is deposited in a helix, I can gradually cool down. the mold as the molding progresses.
This process therefore makes it possible, thanks to the precise control of the cooling of the mold, to obtain objects in which the graphitation has reached a desired degree, of correct crystalline structure and free of dangerous internal forces.
The machine for carrying out said process is characterized in that it comprises a rotating mold, practically horizontal, associated with means for rotating this mold, means for introducing molten metal into the mold and a device. cooling controlled by a mechanism allowing the various parts of the mold to be cooled as desired.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of said machine.
The @fig. 1 is a side elevational view of this machine; Fig. 2 is a plan from above, part of the mold being pulled out; Fig: 3 is a section of the flared end, along line 3 of fig. 2 and taken in the direction: of the arrow; Fig. 4 is a partial section of the other end of the machine, taken along line 4 of FIG. 2 and taken in the direction of the arrow;
Fig. 5 is a partial section taken through the flared end of the machine on line 5-5 of FIG. 2 and taken in the direction of the arrows; Fig. 6 -is a section along line 6-6 of FIG. 2, taken in the direction of the arrows; Fig. 7 is a section taken along line 7-7 of FIG. 8, taken in the direction of the arrows; Fig. 8 -is a plan view from above of part of the -dispositif-cooling and the mechanism associated therewith;
Fig. 9 is a perspective view of the valve regulating the mechanism; Fig. 10 is a detail view of a cam, showing its mounting on a rotating shaft, as well as a modification of the contour of its surface; Fig. 11 is a section taken along the line 11-11 @ of FIG. 10, taken in the direction of the arrow, and FIG. 12 is a section taken along line 12-12 of FIG. 8, taken in the direction of the arrows.
There is shown in FIG. 1 an envelope 1 of .mold, mounted -de way ù be able to move longitudinally on rails 2 which are fixed (by means not shown) to an appropriate support or to the ground.
With reference to fig. 5. And 6, the casing 1 comprises a base part 3 of channel-shaped section, but provided at its ends with a semicircular member 4 which is designed to hold a plate in place. end. Plates 5 are mounted on the base-organ 3 and are fixed thereto by bolts 6 or by other suitable members. The plates 5 either completely or otherwise support journals 7. Wheels 8 are mounted on these journals and have inner and outer annular flanges 9 which fit on either side of the rails 2.
Although the machine is shown with four wheels, it is obvious that it can have another number.
There are flanges 11 at the top of the sides of the face 3. These flanges protrude outwardly from the sides and, as will be described more clearly below, one of these has transverse channels along its length. . The lower part -of the. base 3 leans slightly to one side. The floor is recessed along its lower side, as indicated at 13 in fig. 5, and has a longitudinal opening through which any liquid inside the envelope can be evacuated.
As shown in fig. 6, members 14 are spaced along the envelope and are intended to reinforce the latter at the location of the opening 13. The support member 14 is fixed to one side of the base and on the floor using an appropriate organ (not shown). Downwardly extending flanges 15 surround the opening 13. These bars constitute an apron and are intended to prevent splashing from the discharge of liquid from the casing.
Flanges 16 are located in the center of the floor of the base and protrude downward from this floor. A rack -is disposed inside the channel formed by these flanges, it comprises a main part 17 and teeth 18. It is fixed to the floor by appropriate members not shown, such as rivets, bolts or by sou tough. Blocks 19 extend below the main part 1.7 of the rack and support an apron 21 for the teeth 18 of the rack and for the actuating gear. The blocks 19 are suitably attached to the flanges 16 by means of members not shown and can be removed when it is desired to replace the rack.
Fig. 4 shows a gear wheel 22, having teeth 23 intended to mesh with the teeth 18 of the rack. The gear wheel 22 is mounted so as to be able to turn below the rails 2 and has suitable drive members, not shown. The machine is moved longitudinally by the rotation of the gear wheel 22 which meshes with the 1st rack and moves the machine along the rails.
There is shown in FIG. 5 of. bosses 24 for the machine having, on the one hand, flanges 25 extending from the side of the base member 3 and, on the other hand, an end stop plate 26, as clearly shown in FIG. 1. The flanges 25 may either have been manufactured with the base 3, as shown in the drawing, or be fixed to this base by bolts or by other suitable means.
A cover for the casing 1 is provided having a partially circular plate 27 and flanges 28 which rest on the flanges 11 of the base part 3. Bolts 29 extending through the flanges 28 and 11 and nuts 30 , secure the cover plate and the base member 3 together. A platform is provided at one end of the cover plate and serves to support an engine. This platform comprises support plates 31 extending outwardly from the cover plate 27 and as from the flange 28. Plates 32 rest on these supports 31 and come from manufacture with the cover 27. The motor is mounted on these plates 32.
Although the supports 31 and the plates 32 are shown integrally with the cover 27, it is obvious that these orga nes can be fixed to the cover by any suitable means.
With reference to FIG. 1, platforms 33 and 34 are also suitably mounted on cover plate 27 to support another motor and another gear device.
As seen in Figs. 4 and 6. Appropriate organs are mounted on base 3 for rotatably supporting a mold within the casing. These members comprise plates 35 which are fixed to the side walls of the base member 3 by bolts and nuts 36. A roller bearing 37 is integral with each plate 35. These bearings 37 constitute supports for the shafts. 38 which carry rollers 39. The plates 35 protrude sufficiently from the sides of the base 3 to allow the rollers 39 to rotate between these plates without touching the side walls of the base 3. Four rollers are shown in the drawing, but in in certain circumstances it may be necessary to increase or decrease the number.
There is shown in FIG. 6 a mold 41 resting. on the rollers 39. In fig. 4, the cylindrical end of the mold has a removable ring 42 fixed in the end of the mold. The ring prevents any molten metal poured into the mold from leaking out. The shape of the edges 43 of the ring determines the shape of the end face of the molding.
An annular, removable shield 44 is mounted on the mold using means not shown and extends over part of the ring 42. This shield 44 prevents any liquid poured onto the mold from falling onto the mold. ring 42 or on the part of the mold in contact with this ring. As specified below, the mold will be sprayed with a cooling liquid which will tend to decrease the expansion caused by the exchange of heat with the molten metal. The metal, by making contact, as it should with the ring 42, causes the latter to expand. By protecting the ring 42 from the jet of the cooling liquid, it will expand by a value at least as great as the mold, if not greater.
This will ensure a tight fit between the mold and the ring and there will be no slits in which molten metal may flow and barb on the finished casting. Hitherto, considerable difficulties have been encountered due to the formation of these barbs, which necessitated additional machining of the molding to remove them.
The mold shown in FIG. 3 is provided with an end widened part 45. The shape of this part obviously determines the shape of the finished molding, and a solid end mold may be. substituted for the mold with flared ends. . A recess 46 is located inside the flare and is intended to receive a head-core not shown. This head-core has the same general function as the ring 42 at the plain end of the mold. In particular, it prevents the molten metal from flowing out of the mold and facilitates the formation of the pipe. The outside -of the flared part 45 is provided with a net 47 on which -is screwed a ring 48 of gear.
The cover plate 27 has a groove 49 near the flared end and at the top of the cover, through which extends a idle gear <B> 51 </B>. A grading box 53 is mounted on the cover plate by means of nuts and bolts 52 (as shown in Fig. 5). Plates 34 are fixed to the box 53 of the gear by bolts 54 'and constitute bearings <B> '55 </B> for a shaft 56 on which the wheel 51 is mounted. Another gearbox 57 is placed on the gearbox 53.
A gear wheel 58 is placed inside the box 57 and meshes with the idler toothed wheel 51. A plate 59 is mounted on the casing 57 and is provided with a bearing 61 for an armature shaft 62. on which the wheel 58 is cla vetée. It will be noted in fig. 5 that the rear plate 54 extends above the box 57 as well as above the box 53, and also serves as a bearing for the shaft 62.
Although an electric motor 63 of the conventional type has been schematically represented, other types of motors can be used in certain circumstances. The motor 63. is fixed to the plate 32 of the platform by nuts and bolts 64. The motor and the gear train produce the rotation of the mold 41. By inserting the idler wheel 51 into the gear train , there is obtained an appropriate reduction in the gear ratio and a rotation of the mold in the same direction as the armature shaft.
When the motor 63 is. when started, the mold is rotated while being supported by the rollers 39. The rotation of the mold creates in its vicinity a rotating layer of air or other gases. This layer prevents splashing of the mold. in the absence of other suitable means, by a liquid or a gas, since if such a fluid is forced in the direction of the mold, it will be gripped by the rotating key and will either be driven out by the centrifugal force created, either prevent turning the mold to the point at which it was directed. To prevent this from happening, an air baffle is provided.
intended to break up any layer of gas that may form by the rotation of the engine.
Feet 65 are mounted on the members 14 and on opposite sides of the bottom of the base 3. These feet are attached to these members by means such as welding, bolts or rivets. They are provided with support arms 66. the latter being curved at their ends as at 67. A plate 68 is placed between the ends 67 and extends along the mold, conforming to its shape. As will be seen in fig. 3, the plate 68 has a configuration corresponding to the outer side of the mouth of the mold. A small space 69 is provided between the mold and the plate 68 to allow passage of slight irregularities in the mold.
The support members of the plate 68 are spaced along the length of the plate.
With reference to FIG. 5, a plate 71 for the flared end is mounted on the body of the casing and is fixed thereto by bolts 72. This plate has a circular opening 78, of diameter slightly larger than the flared opening of the mold. This plate is intended to prevent the entry of dust, dirt or other foreign substances into the casing, which could affect the efficiency of the mechanism.
The cover plate 27 has a flange 74 at its flared end which is of the same shape as the top of the end plate 71. An extension 75 is attached to this flange and a bearing 7t> which will be discussed below is arranged in this -Pro longation. With reference to fig. 1 to 4, the plain end of the cover 27 has a flange 77 supported by a block 78 mounted on. the cover plate. The flange 747 is unedited by a bearing 79.
A plate 81 is mounted on the plain end of the casing and has a circular arch slightly larger than the plain end of the mold. This <B> 81. </B> plaque near the opening is back. open internally as at 82, so that it surrounds the shield 44. This plate 81 prevents any water which could come from the mold from gushing out or flowing out of the casing.
An apron 83 manufactured with the casing 81 is intended to receive any molten metal flowing from the end of the metal pouring tank, as well as any metal which could squirt from the mold. The table 83 forms a channel 84 which leans towards the side of the machine where the metal can flow into a gutter or other receptacle provided to receive the residual metal. The apron is supported by uprights 85 which are disposed on a platform 86 extending from the base 3 beyond the envelope of the mold. It will be noted, in fig. 4, that the mesh creates also extends beyond the end of the mold casing.
With reference to FIG. 1, a conduit 87 extends along the side of the casing and is closed at one of its ends 88. The opposite end of the conduit 87 is connected to an elbow 89 by means of a sleeve d. 'ac coupling 91. The elbow 89 extends downwards and is connected in a sealed manner by the seal 92 to a pipe 93 shown cut away in FIG. 1. The pipe 93 penetrates by telescope into another pipe (not shown) attached to the rails 2. A watertight collar, also not shown, is provided to allow the pipe 93 to move in the pipe fixed while preventing leaks created by this movement.
When the machine is moving on the rails 2, water can thus be supplied at any time to the pipe 87. As shown in FIG. 2, this pipe 87 has openings 94 along its length.
Valves 95 are screwed onto these openings 94 or attached to these ports in some other suitable watertight manner. These rollers have a casing 96 (see Figs. 7 and 9) having an upper part 97 which can be removed in the event of repairs or special adjustment. A reciprocating rod 98 extends into a watertight seal from the base of the valve shell 96 and protrudes through a groove 99 of a base 101 of a yoke. The rod 98 is maintained in contact with the member 101 by means of a spring, not shown, which is hole inside the valve.
The base of the caliper is supported by rods 102 which are pivotably attached to an arm 103 of an angled bar. The rods 102 are threaded at their lower end and nuts 104 are screwed onto these ends. The plate 101 which has openings for receiving the rods 102 is -disposed on the rods 102, and nuts 105 are then screwed to the free ends of these rods. Nuts 104 and 105 hold base 101 in place.
Adjustment of the valve can be done by raising or lowering the base 101 over the stems 102. A bolt or rivet 106 extends through the upper end of the stems 102 and through the arm 103 constituting it. thus a pivot joint for these organs. A plate 108 is mounted on the flange 28 of the casing plate by means of bolts and nuts 107. The upper end of this plate is divided into 109. The bent bar formed by the arms 103 and 111 is pivoted in the recess of the plate 108, where these arms meet.
The angled bar is held in place by. a bolt 112 and a washer 113. The bolt 112 passes through the plate 108 and through the elbow piece constituting a pivot around which the arms 103 and 111 can wobble. An angled bar 115 is attached to the arm 111 by. nuts and bolts 114. This bar 115 has a protrusion 116 which is intended to make contact with a cam surface. Thanks to the bolts and nuts 114, the member 115 can be removed, and wedges can be placed between the arm 111 and the bar 115. The presence of these wedges will make the angle of the bar 115 with the arm 111 go wrong. and, consequently, the adjustment of the valve. Part 118 makes contact with a rotating cam 117 mounted on a shaft 118.
This part 116 is kept in contact with the latter by means of a spring 128 extending between the ears 127 and 129 of the member 111 and respectively of the cover 27. When the bent arm oscillates on its point of contact. pivoting, the arm 103 will rise or fall. The movement of the arm 103 will be transmitted to the rods 102 which will in turn adjust the valve. When the bar 115 is moved towards the cover 27 of the casing, the yoke is lifted and the valve opened; on the other hand, when this -bar is moved away from the casing, the arm 103 is lowered, the caliper descends and closes the valve.
As shown in fig. 10 and 11, the cam <B> 117 </B> is of the notch type and has annular shoulders 119. These shoulders are grooved at 121 and son 122 are held in place by the grooves 121. These son-ribbons 122 are twisted as shown at 123 (fig. 10). These tapes, when tight and twisted, hold the two parts of the cam in place. The cams are mounted on the shaft 118 in annular channels which. constitute shoulders 124 preventing any longitudinal movement of the cam on the shaft. A protruding journal 125 is embedded in the shaft channel and is designed to engage an opening <B> 126 </B> in one of the parts of the cam. The opening 126 is of the same dimension as the protruding part of the journal 125.
This opening prevents any rotation of the cam section relative to the shaft 11.8. One can thus easily mount a cam on the shaft by placing the section with the opening 126 inside a channel of the shaft and fitting the opening 126 on the journal 125. The other sec tion of the cam can then be put in place and the wires 122 can be placed in the grooves 121 and twisted. This arrangement allows quick and easy replacement of the cams and at the same time ensures the fixity of the cam relative to the shaft.
It will be noted in fig. 2 that the rollers and the mechanism associated with them, described above, are placed along the key envelope of the mold. The shaft 118 also extends along the casing and is supported by bearings 131. preferably in several pieces (with shells), mounted on the cover plate 27 by means of bolts 132 and nuts. <B> 133. </B> These bearings are placed at suitable distances along; trees to allow adequate support. The ends of the shaft 118 are mounted in the thrust bearings 76 and 79 already described.
There is shown in FIGS. 1 and 2 a gearbox 134 of conventional type, suitably attached to the cover 27 of the casing, by means of the members <B> 135. </B> This gearbox 134 contains gears intended to transmit the movement of the shaft 136 to the shaft 118. The shaft 136 is supported by a bearing 137. An angle grain 138 is keyed at the end of the shaft 136 and meshes. with another angle gear 139 mounted on a shaft 141. The shaft 141 extends into a gear reduction mechanism 142, suitably mounted on the platform 34. The drive member of the reducer 142 d The gears comprises a shaft 143 which meshes in the member 142 with the shaft 141.
The shaft 143 is attached to a shaft 144 of armature of a motor 145 by means of a socket 146. The motor 145 is mounted on the platform 33 and provides the force necessary for the rotation of the motor. shaft <B> 118. </B> The speed is considerably reduced by the gear reduction mechanism 142, so as to ensure a suitable speed of rotation of the shaft <B> 118. </B> A switch The automatic circuit switch 147 is mounted on the shaft and is connected by wire 148 to the motor 145. The circuit switch 147 is of the conventional type and can be set so that it can stop the motor 145 at any particular moment during rotation of shaft 118.
When the motor 145 is started, the shaft 118 is forced to rotate, which in turn adjusts the valves 95 by means of the cam and the associated mechanism.
Pipes 149 are screwed into the outlet ports of the valves 95 and are connected to sealed boxes 150 (Figs. 6 and 7). These pipes 1.49 extend through the channels 151. formed in the flanges II and 23, as shown in broken lines. In FIG. 7. These pipes are supported by the flanges. The boxes 150 rest against the internal face of the envelope of the mold.
As shown in fig. 8, the boxes 150 have five openings 152 in which the conduits 153, 15.1, 155, 156 and 157 are fitted. These conduits are sealed with the box 150 by means of cable glands 158 and 159. As shown. will see in fig. 7 and 8, the length of the conduits 153 to 157 varies along the arc formed by the cover plate 27. Each conduit has an elbow 161 which connects it to a conduit 162, which also has an elbow <B> 163. </B> Lines 164a, 164b, 164e, 164d, 164e are screwed into the elbows 163 and extend along the mold. These conduits your are supplied respectively by the conduits 153, 15.1, 155, 156 and 1.57.
The conduits 164a to 164e are closed at their end opposite the elbow 163, as shown at 165 in FIG. 12, and they have openings 166 spaced apart along their length, intended to disperse a fluid on the mold.
With reference to fi g. 7, it will be noted that the pipes 153 and 157 generally describe a semi-circle and roughly follow the shape of the mold. It will also be noted, by referring to this figure, that the openings 166 are radial with respect to the same point, this point being the center of the mold. In this way, a stream of fluid is dispersed radially around the circumference of the mold, as shown at 167 in FIG. 6.
A console 168 is shown in FIG. 7, mounted on the wall of the base member 3, opposite the wall on which the boxes 150 are mounted. This console is fixed to said wall by a bolt and a nut 169 and the free arm of the console is perforated to receive the pipe 157 which it supports. Nuts 171 are screwed onto the pipe 157 and firmly hold the latter to the console. The conduit itself may extend to the console or the portion extending beyond joint 172 at Ï, may be a solid rod.
If the bend itself is prolonged, it will obviously be necessary to close its end, but if it constitutes a rod extending from the Ï-joint, the insertion of this rod into the joint will be sufficient to prevent any leakage. It will be noted, with particular reference to FIG. 8, that the conduits 164a to 164e are of uniform length, but that due to the position of the various conduits 153 to 157 in the box 150, they are not extendable.
In this way, there is an overlap among several conduits 164a to 1646 over part of their length, as well as an overlap over the remainder of their length with corresponding conduits from another box 150. For for greater clarity, a prime index has been added to lines 153 to <B> 157 </B> and 164a to 164e - which are connected to the other box 150, shown in la. fig. 8. It will be noted for example that when two of the valves 95 are open, the pipe 164a covers the pipes 164 >>, 164c, 164a and 164e and that it is in turn covered, for example, by the pipes 164b "to 164P ".
Line 164b over part of their length covers lines 164a, 164c, 164d, 164e, 164'a, 164c "to 164P". As a result of the positions of the openings 166 of the conduits 164, the corresponding conduits must not overlap each other.
It will thus be noticed that pipes coming from one box are covered by the pipes coming from two neighboring boxes and that the cooling along the mold progresses uniformly rather than by sudden additional changes. This arrangement is of particular importance when considering the cooling variations during a period for each section.
In order to obtain progressive cooling, the cams 117 are placed on the shaft 118 in different angular positions, so that the points on their surface at which they start to operate are distributed around the circumference of the shaft. the tree. In this way, the various taps 95 are open at different times and are similarly closed at different times.
For example, assuming that the flared end of the molding is to be cast first, the valve closest to the flared end of the mold is or-
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green <SEP> in <SEP> first <SEP> place <SEP> and <SEP> the other <SEP> <SEP> tap;
<tb> are <SEP> successively <SEP> open <SEP> in <SEP> going <SEP> in <SEP> the
<tb> direction <SEP> of <SEP> the other <SEP> end <SEP> of the <SEP> mold.
<tb> Thanks to <SEP> to <SEP> the <SEP> configuration <SEP> of the <SEP> surfaces <SEP> do
<tb> cam, <SEP> a <SEP> reduction <SEP> constant <SEP> of the <SEP> flow rate <SEP> of
<tb> taps <SEP> already <SEP> in <SEP> action <SEP> is <SEP> produced <SEP> from a <SEP> part
<tb> and <SEP> on the other <SEP> part, <SEP> a <SEP> number <SEP> plus <SEP> large <SEP> of <SEP> ro binets <SEP> enter <SEP> in <SEP > function.
<SEP> The <SEP> effect of <SEP> while
<tb> this <SEP> is <SEP> a <SEP> cooling <SEP> variant <SEP> uniformly <SEP> the <SEP> long <SEP> of the <SEP> mold, <SEP> without <SEP> none <SEP> sudden <SEP> change, <SEP> in <SEP> the <SEP> case <SEP> oiL <SEP> all <SEP> the <SEP> ca my <SEP> used <SEP> have <SEP> the <SEP> same <SEP> perimeter. <SEP> This <SEP> cooling <SEP> is specific <SEP>:
'really <SEP> important
<tb> and <SEP> in <SEP> modifying <SEP> the <SEP> surface <SEP> of the <SEP> cams. <SEP> the <SEP> desired <SEP> speed <SEP> of <SEP> cooling. <SEP> or <SEP> for <SEP> a
<tb> section, <SEP> either <SEP> for <SEP> all <SEP> the <SEP> molding, <SEP> can <SEP> be
<tb> obtained. <SEP> The <SEP> speed <SEP> of <SEP> cooling <SEP> determines <SEP> the <SEP> structure <SEP> of the <SEP> molding <SEP> completed.
<tb> The <SEP> operation <SEP> of <SEP> the <SEP> machine <SEP> @ -lon
<tb> the. <SEP> presents <SEP> invention <SEP> if <SEP> understands <SEP> by <SEP> this <SEP> which
<tb> precedes.
<SEP> In <SEP> the <SEP> type <SEP> of <SEP> machine <SEP> which <SEP> vi @ -ri <SEP> i
<tb> to be <SEP> described, <SEP> the <SEP> tank <SEP> which <SEP> transports <SEP> the molten <SEP> m "tal <SEP> <SEP> to the <SEP> mold < SEP> is usually <SEP>, <SEP> stationary. <SEP> At <SEP> start <SEP> of <SEP> onérat_cs, <SEP> it
<tb> tends <SEP> in <SEP> the <SEP> mold <SEP> to <SEP> from <SEP> of <SEP> the ex <SEP> tr (@ ni1 \ L
<tb> united <SEP> on <SEP> a weak <SEP> <SEP> distance <SEP> from <SEP> the <SEP> face <SEP> internal <SEP> from <SEP> the <SEP> head- kernel, <SEP> which. <SEP> like <SEP> @ p @ specified <SEP> previously, <SEP> is <SEP> introduced <SEP> in <SEP> the flared end <SEP>. <SEP> In <SEP> this <SEP> goal, <SEP> the <SEP> thing;
, <SEP> cu presented <SEP> to <SEP> the <SEP> fig. <SEP> 1 <SEP> is <SEP> moved <SEP> to <SEP> the
<tb> left, <SEP> up to <SEP> this <SEP> than <SEP> end <SEP> of <SEP> the
<tb> tank <SEP> from <SEP> pouring <SEP> either <SEP> to <SEP> the <SEP> position <SEP> from; <SEP> ëe. <SEP> This <SEP> movement <SEP> from <SEP> the <SEP> machine <SEP> # on <SEP> the
<tb> r <SEP> <B> 6 </B>
<tb> rails <SEP> 2 <SEP> is <SEP> -performed <SEP> by <SEP> the <SEP> rotation <SEP> of <SEP> the graining <SEP> 22 <SEP> which <SEP > meshes <SEP> with <SEP> the <SEP> teeth <SEP> 18 <SEP> dr @
<tb> rack.
<SEP> The <SEP> motor <SEP> 63 <SEP> is <SEP> then <SEP> set
<tb> in <SEP> running <SEP> and <SEP> causes <SEP> to rotate <SEP> the <SEP> mold <SEP> by <SEP> through <SEP> of the <SEP> gears <SEP> 48, <SEP> 51 <SEP> and <SEP> 58.
<tb> From <SEP> molten metal <SEP> <SEP> is <SEP> poured <SEP> into <SEP> the <SEP> cuy, -, <SEP>?, t
<tb> in <SEP> is <SEP> unloaded <SEP> in <SEP> the <SEP> mold <SEP> to <SEP> its <SEP> end <SEP> flared. <SEP> At <SEP> moment <SEP> where <SEP> the <SEP> metal <SEP> c;
t
<tb> poured <SEP> into <SEP> the <SEP> mold, <SEP> the <SEP> motor <SEP> which <SEP> activates
<tb> the <SEP> gear <SEP> wheel <SEP> 22 <SEP> is <SEP> put <SEP> in <SEP> on <SEP> and
<tb> the <SEP> mold <SEP> starts <SEP> to <SEP> turn <SEP> in <SEP> going <SEP> towards
<tb> the right <SEP> <SEP> on <SEP> the <SEP> rails <SEP> 2. <SEP> The <SEP> speed <SEP> of <SEP> co
<tb> movement <SEP> varies <SEP> according to <SEP> the @ -irconstances <SEP> and
<tb> it <SEP> can <SEP> vary <SEP> during <SEP> a <SEP> operation <SEP> of
<tb> casting, <SEP> seen <SEP> that <SEP> sometimes <SEP> it <SEP> is <SEP> necessary to have different speeds of axial movement at the time the metal is poured into the end flared, relative to the required speed, when the metal is poured into the rest of the mold.
As the metal is poured into the mold, the motor 145 is also started. A common control can be used for the motor 145 and for the motor which drives the gear 22. Operation of the motor 145 rotates the shaft 118 and, therefore, the cams placed on this shaft, in synchronism with the movement. longitudinal of the mold.
The cam located at the flared end of the shaft must have, at the start of the operation, the position of the cam shown in fig. 7, that is to say being in a position such that the smallest possible rotation of the shaft will cause the member 116 to oscillate as far as possible against the cam surface and thus open the valve to its maximum. The lines coming from the box 150 which is closest to the flared end, will then disperse a strong layer of cooling fluid on the mold.
All the while, of course, the mold is rotated and also moves on the rails, so that the stationary tank discharges the molten metal at various points along the mold. Shaft 118 is also rotated, which means that the cams also rotate. Just before the moment when the metal is poured into the part of the mold covered by the pipes coming from the following box 150, the cam for this box is: in the position of the cam shown in fig. 7. The first mentioned cam has been rotated and now closes the valve it controls.
A slight rotation of the second cam then causes the member 111 to oscillate against the lowest part of the cam surface, which completely opens the valve corresponding to this second cam. The metal is poured into the mold gradually along the latter. The discharge of the cooling fluid decreases for each section in operation as the number of sections coming into operation increases. The rotation of shaft 118 must of course be synchronized with the movement of the machine along the rails, so that there is a definite relationship between when metal is poured into a section of the mold and when. this section begins to cool.
The cam shown in fig. 7 is -des tinée to quickly open its valve, then to close it gradually on a closing arc of 180 or during a half-turn of the shaft. This cams is concentric from this point, so that when shaft 118 has made a U-turn, the first cam stops the water flowing from its tap and any further rotation of the shaft. less than 180, does not modify the operation of this valve.
When the shaft has made a complete revolution and when the first cam is in the position shown in fig. 7, all taps will be closed. @This type of cam is very useful for experimental work or when the cooling conditions need to be changed, as by raising or lowering the caliper base 101 on the rods 102 (fig. 9) , the valve closing moment can be adjusted at any point around the cams. The faucet itself will not be opened as wide, when only a small part of its perimeter matches the opening, than it would be when a larger part is used for that or verture.
The intensity of the jets can be regulated by the water pressure in line 87.
Thanks to the arrangement shown, the shaft 118 makes a U-turn during the time it takes to pour the metal along the mold. In other words, the duration of the pouring operation is between the opening of the first tap and the opening of the last tap, openings which are spaced 180 apart. This is known as the casting arc. When the tree has. turns, circuit switch 147 stops motor 145 and all mold and mold cooling ceases. The molding can then be removed from the mold by suitable means and the machine returned to its place for another molding operation.
It is not essential that the casting arc be 180. It may be smaller, but it should not be larger if the cells are all the same. The last cam that is. closest to the plain end of the mold should rotate while remaining in the closed position, while the other -ca mes open their respective taps. The length of this closed arc is obviously equal to that of the molding arc, -so that <B> 180 </B> is the maximum value that these arcs can have. If the casting arc is larger then the first valve will be opened again before the last one has been closed.
By varying the cam surfaces, the cooling rate can be changed. For example, it may be desirable to rapidly cool the molten metal below its solidifying point, and then slowly cool the casting through critical areas. As specified above, this cooling process will facilitate carbon graphitation and will tend to suppress internal forces created by irregular cooling in cross section of the pipe. Such a product will not require annealing or at least limited annealing. It will be very well intended for a good number of uses.
If, however, it is desired to manufacture a pipe which will resist abrasion and whose resistance is not an important factor, rapid cooling will be caused by modifying it. cam surface, such that this surface remains substantially concentric for the time it takes to cool the metal through critical areas. The cooling rate is then of less importance. In addition, the cams can be constructed in such a way that the water only flows when the metal is poured, and then interrupts the water, so that a cooling zone follows the metal pouring. Such a cam is shown in FIG. 10.
In summary, the mold can be cooled as desired in the manner described, setting the cams so that they open and close their respective taps at desired times. As specified above, the manner in which the cams are mounted on the shaft 118 is such that the replacement or change of a cam can be carried out easily.
The advantages of the present invention are apparent. The device requires little manpower for its operation, its operation is precise and. it gives products of determined properties. It will be appreciated that not only is the molding cooled along its entire length, but that the cooling may vary for any particular longitudinal section. As specified above, this is of the utmost importance as it allows any longitudinal part of the finished molding to be subjected to the same degree of cooling as any other part. A molding of uniform structure is thus obtained.
As indicated above, the cooling systems employed heretofore subjected the casing to different cooling values and the resulting products were not of uniform structure.