Dispositif pour la préparation de moules de fonderie. La présente invention a pour objet un dispositif pour la préparation de moules de fonderie.
Il est d'usage courant, .dans l'industrie (le la fonderie, où l'on a constamment une variété infinie de moulages différents à exé cuter en petites quantités, de rebuter les pla ques à mouler utilisées pour la fabrication d'une série, ce qui occasionne des frais assez importants. Ces plaques sont relativement coûteuses puisqu'elles doivent être dressées mécaniquement de manière à présenter une surface parfaitement plane pour chaque élé ment .de moule.
Jusqu'à présent on avait l'habitude de fixer les différents modèles di rectement ;à la plaque à mouler, de sorte qu'on ne pouvait les employer en même temps que d'autres groupes de modèles; ces plaques devenaient alors inutilisables une fois la série -de moulages terminée, en raison des trous qu'on y avait perforés pour le loge- nient des vis de fixation des modèles. Il n'arrive pas souvent qu'on reçoive<B>à</B> temps une commande de renouvellement de tous les modèles de moulages correspondant à une plaque.
Il faut donc ou bien réserver uni quement pour un modèle une plaque à mou ler, sans savoir si .elle servira pour un grand nombre de moulages, ou bien sacrifier de nombreux modèles pour obtenir des moulages dont un grand nombre sera utilisé pour les plaques -d'un autre assemblage, après en avoir exécuté une certaine quantité. On re bute alors les vieilles plaques, et l'on con serve à part les modèles qui ont servi arprès les avoir retirés -des plaques à mouler.
Le dispositif formant l'objet de la pré sente invention permet de remédier aux in convénients mentionnés. Il comprend au moins une forme de moulage comportant une plaque de base et est caractérisée en ce qu'une traverse médiane est fixée sur ladite plaque 4e base et porte une barre devant déterminer dans le moule au moins une par tie du canal principal de coulée, la largeur de cette barre étant moindre que celle .de la traverse médiane, sur laquelle elle s'élève et s'étend dans le sens de sa longueur,
et en ce que plusieurs plaques porte-modèle interchangeables sont fixées jointivement et de façon amovible sur ladite plaque de base et aboutissent avec un de leurs bords contre le bord de ladite traverse médiane.
Le dessin annexé, .donné à titre d'exem ple, représente une forme d'exécution de l'objt de l'invention.
La fig. 1 est une vue en plan de la forme de moulage pour la formation de l'élément de moule supérieur; la fig. 2 est une coupe transversale sui vant la ligne 2-2 de la fig. 1; la fig. 3 est une coupe longitudinale par tielle suivant la ligne 3-.3 -de 'la<U>fi-.</U> 1; la fig. 4 est une coupe longitudinale par tielle suivant la ligne 4-4 de la fig. 1; la fig. 5 est une .coupe transversale par tielle suivant la ligne 5-5 de la fig. 1;
la fig. 6 est une coupe longitudinale par tielle, correspondant à la coupe montrée en fig. 4, de la forme de moulage pour la for mation de l'élément de moule inférieur; la fig. 7 est une coupe transversale par tielle suivant la ligne 7-7 de la fig. 6 la fig. S est une coupe longitudinale par tielle, par le centre, des deux éléments de moule assemblés; la fig. 9 est une coupe transversale par tielle suivant la ligne 10-10 de la fig. 8, montrant les deux éléments de moule juste avant leur réunion;
la fig. 10 est une coupe transversale par tielle suivant la ligne 10-10 de la fig. 8 des deux éléments de moule assemblés; la fig. 11 est une vue partielle en pers pective de la partie inférieure du moule montrant une saillie pour la guider pendant l'assemblage des deux .éléments formant le moule terminé; la fig. 12 est une vue en plan d'un mou lage type; la fig. 13 est une élévation du moulage de la fig. 12;
la fig. 14 est un plan partiel d'un des éléments de moule employé pour la forma tion du moulage de la fig. 12; la fig. <B>15</B> est une coupe transversale sui vant la ligne 1â-15 de la fig. 14; la fig. 16 est une coupe transversale par tielle à plus grande échelle suivant la ligne 16-16 de la fi* 1 montrant le modèle uti lisé pour la, formation de l'élément de moule de la fig. 14-, la, fi,-. 1 7 est une coupe partielle à grande échelle des éléments supérieur et inférieur du moule montrant le joint auxiliaire en sur épaisseur juste avant leur contact pendant l'assemblage ;
la fig. 18 est une coupe partielle à tra vers les deux parties du moule montrant la surépaisseur de la fig. 17 après leur com pression; la fig. 1.9 est une vue de :ces mêmes par ties après des bords de la cavité juste avant le contact de leur joint pendant l'opération de l'assemblage; la fig. 70 est une coupe partielle sembla ble à la fi--. 19 montrant les faces des élé ments appuyant l'un contre l'autre et consti tuant le joint;
la fi-. 21 est une coupe partielle des deux éléments de moule semblable à la fi--. 17, mais montrant une variante d'exécution de la surépaisseur; la fig. 22 est une coupe partielle d'une partie de plaque porte-modèle et de mo dèle avec rainure pour la constitution d'une surépaisseur sur un élément de moule, comme celui représenté fig. 21;
la fig. 23 est une coupe partielle d'une partie de plaque porte-modèle et d'un modèle pour obtenir une variante de la surépaisseur; la fig. 21 est une coupe partielle des deux éléments de moule semblable à celle -de la fig. 17, mais montrant la surépaisseur sur un seul élément.
Le dispositif représenté comprend deux formes de moulage semblables, l'une pour la formation de l'élément -de moule supérieur, l'autre pour la formation de l'élément infé rieur.
Chacune de ces formes comprend une pla que de base ou socle 1 sur laquelle sont des tinées à être fixées, jointivement, des plaques porte-modèle individuelles 10, dont chacune est à munir d'une forme de moulage ou mo dèle P. La plaque 1, -de préférence, a une surface plus grande que la surface totale des plaques 10 qui y sont appliquées.
Ces dernières peuvent avoir des-dimensions iden tiques, mais dans le -cas où l'on aurait â em ployer .des plaques de dimensions plus impor tantes pour s'adapter à certains modèles, elles peuvent avoir une surface double de celle .des petites plaques 10, comme indiqué en 10', ou encore leur surface peut corres pondre à trois ou quatre fois la .surface des plaques les plus petites. De préférence, toutes celles situées entre la traverse médiane 11 et la bordure 12 auront la même longueur, bien que la largeur des plaques de dimensions différentes puisse varier suivant des multi ples de la largeur de la plaque la plus -étroite.
La largeur de toutes ces plaques porte-modèle peut donc être un multiple de la largeur de la plus petite, le terme "mul- tiple" s'appliquant également @à l'unité lors que toutes les plaques sont -de même lar geur.
Chaque plaque 10 comporte, en perma nence, un modèle et lorsque ce modèle a fourni la quantité voulue de moulages, la plaque et son modèle peuvent être retirés en semble, comme un tout, .de la forme de mou lage et mis en stock; à la place que cette plaque occupait, on peut insérer une autre plaque ayant les mêmes dimensions, portant un modèle différent. Il n'y a donc pas lieu de déplacer les autres plaques fixées sur le socle 1 pendant cette substitution.
Le cadre 2 monté sur la plaque de base est conformé d'une façon telle que l'on peut même effec tuer le changement de toutes les plaques porte-modèle individuelles sans déplacer en quoi que ce soit les autres parties de la forme de moulage, soit le cadre 2, la tra verse médiane 11, les bordures 12@, qui, de meurant solidaires de la base ou socle 1.
De plus, toutes les plaques porte-modèle de mêmes dimensions présentent les mêmes moyens de fixation sur la base 1, ces moyens comprenant des goujons 13 montés sur deux coins en diagonale de la plaque et pénétrant dans des évidements correspondants de la base 1. Les autres coins en diagonale pré sentent des trous taraudés destinés à rece voir des boulons 14 dont les têtes sont noyées dans la base 1. Un autre boulon de fixation identique peut être vissé au centre de cha que plaque porte-modèle. Les logements des goujons et des boulons doivent évidemment concorder pour chaque plaque porte-modèle, quelle que soit la largeur de la plaque.
Pour chacune des positions que peuvent prendre les différentes plaques porte-modèle sur la base 1, les logements des boulons et des gou jons devront être disposés en des points cor respondants.
La traverse médiane 11 et la bordure 12 peuvent rester fixées en permanence sur la plaque de base 1 d'une façon quelconque. Le cadre 2, porté par la bordure 12, est de pré férence figé d'une façon permanente à la plaque de base. Sur la traverse médiane 11 est fixée une barre 15, plus courte que la traverse médiane 11, et qui peut avoir la même dimension et la même forme pour les deux formes de moulage.
Il y a toutefois avantage à ce que cette barre 15 soit plus haute dans la forme de moulage, de l'élément de moule supérieure pour que les scories, qui pourraient s'introduire dans le canal princi pal moulé par la barre 15, puissent s'accu muler dans la partie haute -de celui-ci, au dessus des orifices de conduits latéraux dé bouchant dans ce canal. Pour mouler le trou de coulée, une borne 16 s'élève de préférence à une extrémité de la barre 15.
La barre 15 de la forme de moulage de l'élément ide moule inférieur a un bossage 17 qui donne une sorte de puisard immédiatement en dessous de l'ouverture -de ,coulée de l'élément de moule supérieur.
Entre chaque extrémité de la traverse médiane f1 et l'extrémité correspondante de la barre 15 sont disposés des moyens pour créer dans les éléments de moule un système de guidage par em'boltement de saillies et de mortaises. Deux saillies 18 ménagées de pré- férence sur la traverse 11 de la forme de moulage supérieure servent à former dans l'élément de moule les logements pour deux goujons formés sur l'autre élément, grâce à deux évidements 19, d'une profondeur légè rement inférieur à la hauteur des saillies 18 ménagés dans la traverse 11 de la forme de moulage correspondante.
On voit donc que les formes devant créer dans le moule les moyens de guidage, le canal de coulée mé dian, le trou de coulée et le puisard demeu rent tous fixés en permanence sur la plaque formant la base 1, et sont entièrement sépa rés et montés indépendamment des plaques porte-modèle interchangeables 10 et 10'.
La fig. 8 représente le mode d'assemblage des éléments de moule; la partie supérieure C comprend l'ouverture de coulée 16' et une partie du canal de coulée 15', alors que la partie inférieure D comporte le puisard 17' situé immédiatement en dessous de l'ouver ture 16', et l'autre partie du canal 15'. Les deux éléments de moule sont guidés par les goujons 19' de l'élément inférieur qui s'enga gent dans les logements 18' ménagés dans l'élément supérieur. Le puisard 17'a pour but d'empêcher le métal en fusion de se répandre violemment et par saccades dans le canal principâl 15', et .de là dans les diffé rents conduits secondaires.
Lorsque le métal en fusion est versé dans l'ouverture 1G', il tombe dans le puisard 17'; sa vitesse de -cou lée se trouve ainsi freinée par l'action du choc et de la turbulence en cet endroit et le flot s'en trouve, en quelque sorte, stabilisé lorsqu'il pénètre dans la cavité de la tra verse.
LTne fois que chacune des cavités corres pondant à un moulage a été remplie de mé tal en fusion, il est bon que l'on puisse dis poser d'une réserve de métal pour continuer à alimenter le moule lorsque le métal com mence à prendre du retrait par suite de la solidification et du refroidissement, le métal de cette réserve devant rester en liquéfaction jusqu'à ce que cette phase du moulage soit terminée. Lorsqu'il n'existe pas de réserve de métal en fusion pour compenser la perte due au retrait, le moulage terminé est sujet à des efforts internes considérables ne permettant pas d'obtenir un produit fini donnant satis faction.
Il y a donc avantage à ce que la réserve de métal en fusion soit constituée par les canaux d'alimentation eux-mêmes, à sa voir les ouvertures, les jets, le canal princi pal, etc., qui tous doivent avoir des dimen sions suffisamment importantes et des for mes appropriées de manière à constituer un apport supplémentaire de métal en fusion aux endroits où le besoin s'en fait sentir, pour obvier aux insuffisances dues au re trait et au refroidissement. Pour que ces divers points d'alimentation puissent conser ver leur état de liquéfaction, leur surface qui disperse de la chaleur doit être aussi réduite que possible.
En conséquence, leur profil sera arrondi, mais comme il ne convient guère précisément de donner -à ces passages une forme cylindrique tout en leur donnant le profil voulu, il faudra, du moins, arrondir leurs angles comme indiqué fig. 8 pour le canal 15'. Les radiations calorifiques de ces divers passages de la, coulée sont fortement augmentées, et par suite la rapidité de re froidissement et de solidification, lorsqu'il se forme des écailles entre les portées des éléments de moule. Ces écailles se produi sent fréquemment le long des jets de coulée et se trouvent presque invariablement situées à l'endroit de la portée des éléments.
La fonction de ces écailles peut être évitée par une surépaisseur 3 (fi,. 9). Cette sur6pais- seur est produite au moyen d'une gorge 3' ménagée le long des côtés des formes devant créer les jets de coulée, par exemple le long de la barre G et de la barre 15.
Une réalisation préconisée consiste à for mer la gorge 3' de la barre G directement sur la plaque porte-modèle 10, sur laquelle la barre est montée. Une gorge latérale 3' peut être formée le long de la barre 15 de part et d'autre de celle-ci et entre le bord adjacent des plaques porte-modèle 10 ou 10' en donnant aux bords de la traverse médiane 11 une épaisseur inférieure à celle des pla ques 10 ou 10'. L'action jointive des épais- leurs 3 est clairement indiquée fig. 9, et 10, la première représentant les éléments C et D respectivement, juste avant le contact de leurs faces portantes, tandis que la fig. 10 représente les mêmes éléments après que leurs portées ont été pressées l'une contre l'autre.
Il y a avantage que chacune des gorges 3' ait approximativement 1,5 mm de largeur et 0,075 mm de profondeur, -de manière que les épaisseurs 3 aient une largeur approximative de 1,5 mm et une hauteur de 0,075 mm. La matière constituant le moule sera, de pr6fé- rence, friable, par exemple à base de gypse, de manière ique, lorsque les faces se présen tent l'une contre l'autre, ce soient les .épais seurs des joints qui se touchent les premières pour que leur crête puisse s'écraser et se dé former jusqu'à ce qu'elles se stabilisent pra tiquement dans le plan des portées jointives.
Cette façon de faire provoque une compres sion de la matière constituant le moule à la base même des surépaisseurs d'étanchéité, et des surépaisseurs elles-mêmes, et comme ces dernières sont situées au bord des cavités in térieures du moule, elles constituent ainsi un joint étanche entre les joints des éléments.
On peut obtenir un joint étanche ana logue en d'autres parties ou sur la totalité de la cavité du moulage à réaliser. Là encore l'efficacité du joint sera la même que si celui-ci était réparti le long des passages de coulée, bien que les conditions pour l'élimi nation des écailles soient dans ce cas diffé rentes. Comme on l'a déjà mentionné, les pas sages de coulée exempts d'écailles présentent des surfaces moins importantes aux radia tions calorifiques et sont par suite moins sus ceptibles de provoquer un refroidissement et une solidification prématurés, de sorte que le métal peut demeurer plus longtemps en liquéfaction.
Cependant, les aspérités, sur des mou lages terminés, sont indésirables, car il faut ensuite les éliminer par meulage ou usinage pendant l'opération -de finissage. Les fig. 12 et 13 représentent des exemples de moulages sans aspérités et les fig. 14 et 15 reprodui sent des coupes des formes utilisées pour ces moulages. Les fig. 1 et 116 représentent le modèle P qui sert à former l'élément de moule représenté fig. 14 et 15.
La plaque porte-modèle<B>10</B> qui entoure le modèle P, ou le bloc lui-même comprenant ce modèle, présente une gorge<B>3,</B> comme indiqué fig. 16, qui donne une arête 3 sur le moule. La fig. 14 représente également les épais seurs 3 le long des côtés du canal d'entrée G.
Le contraste entre les fig. 17, 18 et les fig. 19, 20 permet de comparer la façon. dont sont joints deux éléments avec sur- épaisseurs et deux -éléments sans surépais- leurs près d'une cavité de moulage; ces figures sont à grande échelle. Un modèle or dinaire, monté sur une plaque de moulage, comporte généralement un petit filet autour de sa base, de manière que la portée d'un élément du moule forme un arc très léger avec la partie adjacente de la .cavité.
Il en résulte -que lorsque les portées des éléments de la fig. l'9 viennent en contact, comme in diqué fig. 20, il se forme un fléchissement ou une dépression dans laquelle le métal pé nètre lorsqu'il envahit la cavité du moule. Le métal en fusion pénétrant dans cette dépres sion tend à séparer l'une de l'autre les deux parties du moule et une pellicule de métal s'infiltre entre les joints, ce qui produit une écaille.
D'autre part, même si les portées des épaisseurs 3 de la fig. 17 peuvent constituer un joint arrondi entre elles et la cavité ad jacente du moule, lorsqu'elles sont appuyées l'une -contre l'autre, comme indiqué fig. 18, la substance friable qui les constitue se dé forme et s'écrase latéralement pour combler toute dépression qui pourrait subsister entre les faces en -contact. Le métal en fusion qui pénètre alors à l'intérieur de la cavité ne trouve plus aucun passage qui puisse consti tuer une fuite quelconque entre les portées en conta-et des éléments du moule.
Il n'est nullement nécessaire que la sur- épaisseur d'étanchéité ait une crête aplatie comme celle de la fig. 17. La fig. 21 repro duit une variante de la forme qui peut être donnée à cette surépaisseur. Dans ce cas, la c surépaisseur est constituée par des faces in- clivées partant de la crête pour aboutir au niveau de la portée principale. Les fig. 22 et 23 reproduisent une partie d'une forme de moulage présentant un modèle et pourvue d'une gorge destinée à fournir la surépais- seur d'étanchéité.
Dans les deux cas précé dents, la compression de la substance du moule sera plus intense sur le côté de la sur- épaisseur tourné vers la cavité du moule lors que ses deux éléments seront pressés l'un contre l'autre. Il n'est même pas indispensa ble que la surépaisseur soit formée sur le joint des deux éléments puisqu'il peut suf fire d'une surépaisseur sur une seule face d'appui comme indiqué fig. 24.
En particu lier, lorsque la cavité du moule est entière ment formée dans un des éléments du moule et l'autre constituant une plaque plane inin terrompue se prolongeant des deux côtés de la surépaisseur d'étanchéité, comme l'indique la ligne en pointillé fig. 2'4, une seule sur- épaisseur suffit.
Il suffit en effet que la substance dont les surépaisseurs sont faites puisse combler toute dépression venant à se produire entre les faces en contact des élé ments du moule lorsqu'on la comprime, et qu'elle puisse boucher suffisamment les in terstices qui auraient pu se produire au point de réunion des faces pour empêcher toute fuite du métal en fusion.
En particulier, lorsque les joints des deux éléments supérieur et inférieur sont pourvus de surépaisseurs devant faire con tact l'une sur l'autre, il est très important que ces éléments, au moment de leur assem blage, puissent être rapprochés de façon à exclure tout déplacement latéral des joints et des surépaisseurs au moment de leur con tact, .car leur frottement pourrait abîmer les surépaisseurs et parfois désagréger la sub stance les :constituants, ce qui provoquerait la. formation de miettes -qui souilleraient le métal en fusion pénétrant dans la cavité.
Il faut donc prévoir un moyen pour contraindre les éléments du moule à n'exécuter stricte ment qu'un mouvement rectiligne lorsque leurs faces de contact se rapprochent au mo ment de l'assemblage. C'est dans ce but que les éléments de moule sont pourvus d'organes de guidage, comme par exemple les saillies 4 formées sur deux côtés opposés de chaque élément et généralement perpendiculaires aux faces de contact, comme l'indiquent les fig. 8 et 11. De préférence, chaque saillie présente, au voisinage immédiat de la face d'appui de l'élément de moule, une partie parallélépipédique 40 dont une face est dis posée dans le plan du joint, et une deuxième partie 41, plus grande, à faces inclinées.
Entre la partie 40 et la partie à faces inclinées 41, on a, prévu un épaulement 42 plus large que les côtés et l'extrémité de la- partie 40 et dont la largeur est suffisante pour que l'élément dont elle fait partie puisse être supporté par un dispositif en liaison avec ce seul épaule ment. Toutefois, lorsqu'on rapproche les deux éléments l'un de l'autre, il est indispen sable qu'un dispositif approprié puisse gui der les faces latérales des parties 40.
Un moyen pratique pour réaliser les guides 4 consiste à ménager des évidements 20 dans le cadre 2. Pour augmenter la sécu rité du guidage, les côtés de la partie 40 doivent avoir une forme et des dimensions très précises. On obtient un guidage beau coup plus efficace lorsque l'évidement 20 ménagé dans le cadre de la. forme de mou lage de l'élément de moule inférieur -est muni d'un bloc modèle séparé 21. et dans lequel on a découpé la saillie de guidage 40. Ces blocs 21 peuvent être fixés à la bordure 12. La paroi du cadre 2 présente à sa partie infé rieure une mortaise de largeur et de profon deur déterminées pour s'adapter aisément au bloc 21.
Pour que la partie inclinée 41 de chaque guide 4 ait des dimensions permettant à l'épaulement intermédiaire 42 de se loger dans la mortaise du guide, la partie d'évide ment ou mortaise 20 ménagée dans la paroi même du cadre la plus éloignée du socle doit être plus large et plus profonde que l'évidement 22 ménagé dans le bloc 21, mais doit rester en ligne avec cet évidement. Lors que le cadre 2 est maintenu convenablement par les côtés des blocs 21 engagés dans la. mortaise, le cadre \? peut alors être fixé en permanence au socle 1 par un moyen quel conque.
Ainsi qu'il ressort de la fig. 1, les plaques modèles 10 ou 10' peuvent être reti rées ou introduites dans la forme de moulage sans enlever le cadre 2 ou sans avoir ,à dé placer les blocs 21 qui sont figés à la bor dure 12.