Procédé de fabrication d'une pièce métallique tubulaire coulée et pièce obtenue par la mise en #uvre de ce procédé Le présent brevet comprend un procédé de fabrication d'une pièce métallique tubulaire coulée dans un moule métallique cylindrique horizontal et la pièce obtenue par la mise en #uvre de ce procédé.
Le procédé objet d'une des inventions est caractérisé en ce qu'on verse un métal fondu dans une extrémité du moule tout en faisant tourner ce dernier afin de distribuer le métal uniformément sur toute la surface interne du moule sous l'action de la force centrifuge, en ce qu'on arrête la rotation du moule quand le métal s'est solidifié, en ce qu'on déplace le moule longitudinalement dans le sens de l'extrémité découlée à l'extrémité opposée, et en ce qu'on maintient fixe la pièce solidifiée quand le moule est en mouvement, de manière à retirer ladite pièce du moule.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple une forme d'exécution d'une machine pour la mise en #uvre du procédé revendiqué et des vues schématiques montrant les divers stades de ce procédé.
La fig. 1 est une élévation de ladite forme d'exécution, certaines parties étant en coupe. La fig. 2 est une coupe, à plus grande échelle, selon la ligne II-II de la fig. 1. La fig. 3 est une coupe, à plus grande échelle, selon la ligne III-III de la fig. 2.
Les fig. 4 à 8 sont des vues schématiques montrant les divers stades du procédé.
La machine représentée aux fig. 1 à 3 com prend une plate-forme de support 10 présentant deux rails 11 parallèles et horizontaux. Un chariot 12 est monté pour un mouvement alternatif sur les rails<B>11</B> au moyen de roues 13 fixées sur des axes 1-1 du chariot. Ce dernier porte un moule cylindrique 15 qui définit la surface externe du tuyau à fabriquer. Le moule 15 est supporté par une pluralité de rouleaux 16 montés à rotation sur des consoles 27 qui peuvent être réglées à plus ou moins grande distance du moule par des vis de réglage 17 vissées dans un couvercle du chariot 12.
Les rouleaux servent ainsi à centrer le moule en agissant sur les vis 17, à supporter le moule et à le maintenir rectiligne pendant sa rotation autour de son axe horizontal. La rotation du moule est assurée par un moteur électrique<B>18</B> monté sur le chariot 12 à l'aide d'une structure de support 19. Le mouvement de rotation du moteur<B>18</B> est transmis à partir d'un arbre 20 à une roue dentée 23, à une roue dentée montée folle 21 et à une roue dentée 22 fixée au moule 15 par un anneau 26.
Le refroidissement du moule est assuré par vaporisation d'un fluide, de préférence de l'eau, sur l'extérieur de moule, au moyen d'une pluralité de tuyères 28 espacées sur la longueur du moule et supportée par des conduits 29 qui amènent le fluide aux tuyères. Dans la forme d'exécution représentée, il est prévu trois conduits 29 dont l'un est placé directement sous le moule à la partie centrale de ce dernier, les deux autres étant placés à 120 degrés du premier sur les deux côtés du moule. Ces conduits sont connectés à des moyens d'ali mentation du fluide (non représentés) qui comprennent des commandes pour assurer ou interrompre à volonté l'alimentation du fluide lors des opérations de coulée.
Le fluide est éliminé de l'installation par gravité, après contact avec l'extérieur du moule, à travers des conduits de sortie 30 espacés ait fond du chariot 12 et conduisant dans des nivaux télescopiques 31 et de là dans des conduits de drainage 32. Le moule pourrait être aussi refroidi par immersion dans une jaquette d'eau, de la manière connue.
Un dispositif de fermeture 33 est agencé pour empécher la sortie du métal à une extremité droite du moule pendant le moulage. La ma chine comprend un arbre longitudinal 34 sup porté dans des paliers (non représentés). L'une des extrémités de l'arbre 34 porte un levier 36 supportant une cage 37 dans laquelle est monté, par l'intermédiaire d'un palier (non représenté), un anneau dont la surface externe s'assemble librement dans l'intérieur du moule. Le diamètre interne de l'anneau est au plus égal au diamètre interne du tuyau qui doit être coulé dans le moule. Cet anneau de fermeture est mis en place à l'extrémité du moule ou retiré de cette extrémité à l'aide d'un cylindre pneumatique 38.
L'arbre 34 passe à travers une console 39 montée sur le chariot 12 et présentant une fente héli coïdale 40 agencée pour recevoir une cheville 41 faisant saillie hors de cette fente et fixée rigidement à l'arbre 34. Ainsi, quand le piston du cylindre pneumatique 38 est poussé vers l'extrémité évasée du moule, l'arbre 34 et la cheville 41 sont également poussés dans le même sens. La cheville 41 est obligée de suivre le trajet hélicoïdal imposé par la fente 40, ce qui produit une rotation de l'arbre 34 et par conséquent un mouvement du levier 36 et des pièces connexes qui prennent la position représentée à la fig. 2.
Inversement, quand la pression sur le piston dans le cylindre 38 est inversée, l'arbre 34 est obligé de s'éloigner de l'extrémité évasée du moule et de tourner dans le sens opposé, de sorte que l'anneau de fermeture n'est plus aligné avec le moule.
Du métal est versé à travers un noyau extrême 43, évasé dans le moule rotatif 15, à partir d'une poche de coulée 42, et le métal est guidé par une gouttière de coulée 44 dont une petite extrémité 45 s'étend dans le moule approximativement sur la même distance que la partie la plus intérieure du noyau 43. La poche de coulée 42 est de préférence en métal avec un rc@étcment réfractaire, et doit avoir la dimension \oulue pour contenir suffisamment de métal fondu afin de former un tuyau de la dimension déterminée par le moule et de l'épai@- scur de paroi choisi.
La poche pivote à la partie frontale d'un support fixe 46. Le métal est versé à partir de la poche cri soulevant l'arrière de celle-ci ait moyen d'un élévateur hydraulique comprenant un cylindre 47 et un piston 48. Un bras 49 est monté à pivot à l'une de ses extrémités sur un prolongemcnt supérieur dit piston 48. l'autre extrémité de cc bras étant fixée rigidement à une extrémité d'un arbre 73. Cet arbre peut tourner dans des paliers monté dans le support 46 et son autre extrémité est fixée rigidement à un côté de la poche 42.
Un arbre semblable se trouve du côté opposé de la poche. Lors du fonctionnement, l'arbre 7 3 tourne pour faire basculer la poche quand le piston 48 se déplace vers le fia-ut. La gouttière 44 est supportée par le support 46, par l'inter médiaire de supports -50. D'une autre manière, et particulièrement quand le tuyau coulé doit être déplacé et non chassé par des moyens qui le maintiennent en position fixe comme décrit plus loin, la poche et la gouttière de coulé peuvent être déplacées par des cylindres hydrau liques de manière à ne plus être alignées avec
EMI0003.0001
'o <SEP> moule <SEP> et <SEP> à <SEP> se <SEP> trouver <SEP> à <SEP> distance <SEP> de <SEP> ce <SEP> dernier.
<tb> ()n <SEP> a <SEP> décrit <SEP> ailleurs <SEP> un <SEP> dispositif <SEP> de <SEP> ce <SEP> genre.
<tb> :
@ <SEP> l'extrémité <SEP> de <SEP> la <SEP> plate-forme <SEP> de <SEP> support <SEP> 10
<tb> ,ipposée <SEP> à <SEP> l'extrémité <SEP> de <SEP> coulée, <SEP> un <SEP> support
<tb> rixe <SEP> 51 <SEP> est <SEP> agencé <SEP> pour <SEP> supporter <SEP> une <SEP> extrémité
<tb> l'un <SEP> assembla;
e <SEP> 52 <SEP> comprenant <SEP> un <SEP> appareil
<tb> ae <SEP> revëlement <SEP> par <SEP> vaporisation <SEP> et <SEP> un <SEP> tube <SEP> 55.
<tb> Ce <SEP> tube <SEP> 55 <SEP> est <SEP> fixé <SEP> rigidement <SEP> au <SEP> support <SEP> 51
<tb> _lar <SEP> une <SEP> console <SEP> 53 <SEP> fixée <SEP> par <SEP> des <SEP> boulons <SEP> 54.
<tb> C <SEP> e <SEP> tube <SEP> 55, <SEP> qui <SEP> constitue <SEP> un <SEP> support <SEP> pour
<tb> l'appareil <SEP> de <SEP> vaporisation, <SEP> est <SEP> d'une <SEP> longueur
<tb> telle <SEP> que <SEP> lorsque <SEP> le <SEP> cliariot <SEP> 12 <SEP> est <SEP> déplacé <SEP> pour
<tb> venir <SEP> en <SEP> contact <SEP> avec <SEP> le <SEP> support <SEP> 51,
<SEP> une <SEP> extrémité
<tb> 56 <SEP> du <SEP> tube <SEP> 55 <SEP> s'étend <SEP> au-delà <SEP> de <SEP> la <SEP> partie <SEP> exté rieure <SEP> d'une <SEP> cavité <SEP> évasée <SEP> 24 <SEP> du <SEP> moule. <SEP> Cette
<tb> .-:xtrémité <SEP> libre <SEP> 56 <SEP> du <SEP> tube <SEP> 55 <SEP> présente <SEP> un <SEP> anneau
<tb> de <SEP> poussée <SEP> 57 <SEP> fixé <SEP> rigidement <SEP> nu <SEP> tube <SEP> par <SEP> sou dure <SEP> ou <SEP> brasage, <SEP> agencé <SEP> pour <SEP> venir <SEP> en <SEP> contact
<tb> avec <SEP> l'extrémité <SEP> droite <SEP> du <SEP> tuyau <SEP> formé <SEP> dans <SEP> le
<tb> moule <SEP> 15.
<SEP> L'anneau <SEP> 57 <SEP> présente <SEP> un <SEP> diamètre
<tb> externe <SEP> plus <SEP> petit <SEP> que <SEP> le <SEP> diamètre <SEP> interne <SEP> du
<tb> moule <SEP> <B>15,</B> <SEP> mais <SEP> au <SEP> moins <SEP> légèrement <SEP> plus <SEP> grand
<tb> crue <SEP> le <SEP> diamètre <SEP> interne <SEP> du <SEP> tuyau <SEP> à <SEP> mouler.
<tb> Un <SEP> tube <SEP> plus <SEP> petit <SEP> 60 <SEP> est <SEP> monté <SEP> dans <SEP> le <SEP> tube
<tb> <B>et <SEP> maintenu <SEP> coaxial</B> <SEP> à <SEP> ce <SEP> dernier <SEP> .tu <SEP> moyen
<tb> d'un <SEP> cylindre <SEP> 61 <SEP> monté <SEP> ii <SEP> :zlissement <SEP> dans <SEP> le
<tb> ;
ube <SEP> 55 <SEP> et <SEP> fixé <SEP> au <SEP> tube <SEP> <B>60.</B> <SEP> Une <SEP> extrémité <SEP> de
<tb> c,, <SEP> dernier <SEP> est <SEP> fixée <SEP> à <SEP> un <SEP> bras <SEP> 7.1 <SEP> qui <SEP> est <SEP> connecté
<tb> é._alement <SEP> à <SEP> un <SEP> prolongement <SEP> 62 <SEP> d'un <SEP> piston,
<tb> parallèle <SEP> ait <SEP> tube <SEP> 60. <SEP> Le <SEP> piston <SEP> est <SEP> susceptible
<tb> d'titi <SEP> mouvcinent <SEP> alternatif <SEP> dans <SEP> un <SEP> cylindre <SEP> 63
<tb> sous <SEP> l'action <SEP> d'un <SEP> fluide <SEP> sous <SEP> pression <SEP> introduit
<tb> à <SEP> travers <SEP> un <SEP> raccord <SEP> 64 <SEP> ou <SEP> 65, <SEP> selon <SEP> le <SEP> sens
<tb> dans <SEP> lequel <SEP> on <SEP> désire <SEP> déplacer <SEP> le <SEP> piston <SEP> et <SEP> ses
<tb> pièces <SEP> connexes.
<SEP> A <SEP> l'autre <SEP> extrémité <SEP> du <SEP> tube <SEP> 60
<tb> est <SEP> vissé <SEP> un <SEP> capuchon <SEP> de <SEP> fermeture <SEP> 66 <SEP> et.
<tb> proches <SEP> de <SEP> ce <SEP> dernier, <SEP> des <SEP> tuyères <SEP> de <SEP> vaporisation
<tb> 67 <SEP> sont <SEP> agencées <SEP> pour <SEP> vaporiser <SEP> une <SEP> composition
<tb> réfractaire <SEP> de <SEP> revêtement <SEP> du <SEP> moule. <SEP> Ait <SEP> cours
<tb> du <SEP> fonctionnement, <SEP> les <SEP> tuyères <SEP> 67 <SEP> sont <SEP> retirées
<tb> dans <SEP> le <SEP> tube <SEP> 55 <SEP> (fiR. <SEP> 3), <SEP> tandis <SEP> due <SEP> ce <SEP> dernier
<tb> est <SEP> utilisé <SEP> pour <SEP> pousser <SEP> hors <SEP> du <SEP> moule <SEP> le <SEP> tuyau
<tb> coulé. <SEP> Quand <SEP> l'extrémité <SEP> 56 <SEP> du <SEP> tube <SEP> 55 <SEP> fait
<tb> ,;
tillie <SEP> au-delà <SEP> de <SEP> la <SEP> cavité <SEP> évasée <SEP> du <SEP> moule,
<tb> fine <SEP> fois <SEP> le <SEP> tuyau <SEP> sorti <SEP> de <SEP> ce <SEP> dernier, <SEP> une <SEP> pression
<tb> par <SEP> fluide <SEP> est <SEP> appliquée <SEP> à <SEP> travers <SEP> le <SEP> raccord <SEP> 65
<tb> pour <SEP> pousser <SEP> le <SEP> piston <SEP> dans <SEP> le <SEP> cylindre <SEP> 63 <SEP> vers
<tb> l'extrémité <SEP> opposée <SEP> de <SEP> la <SEP> machine, <SEP> de <SEP> sorte que le tube intérieur 60 se déplace dans ce sens jusqu'à ce que les tuyères de vaporisation 67 se trouvent dans une position exposée, au- delà de l'extrémité 56. La matière de revêtement du moule est alors introduite dans le tuyau 60 et forcée par pression hors des tuyères 67.
Le tube 55 est fixe, de sorte que son extrémité libre peut traverser le moule 15 quand le chariot 12 est déplacé en avant et en arrière sur les rails Il. Un piston 68 glissant dans un cylindre 69 fixé sur la plate-forme 10 présente une extré mité extérieure qui est connectée au côté infé rieur du chariot 12 par une pièce d'accouple ment 70, afin d'assurer le déplacement du chariot dans un sens et dans l'autre sur les rails 11 lors du fonctionnement.
Les différents stades que comprend le procédé vont être décrits en référence aux 4 à 8. Dans le premier stade (fig 4), le moule est mis en rotation autour de son axe hori zontal par excitation du moteur 18. Les tuyères de vaporisation 67 sont avancées de manière à faire saillie à l'extrémité du tube 55 et à se trouver dans une position exposée. Entre temps, la poche (le coulée 42 a été chargée de la quantité voulue de métal fondu pour faire un tuyau do l'épaisseur de paroi choisie et dit diamètre externe déterminé par le diamètre interne du moule 15. Le noyau évasé 4 3 est mis en place autour de l'extrémité 45 de la gouttière de coulée 44.
La vaporisation de la matière de revêtement commence alors, quand le chariot portant le moule est déplacé dans le sens de la flèche (fig. 5), et se continue jusqu'à ce que le chariot atteigne la position représentée à la fig. 6. Les tuyères de vaporisation passent alors à travers toute la lon-ueur du moule, cil vaporisant le revê- tement. La vaporisation est ensuite arrêtée et les ttivères 67 sont retirées à l'intérieur dit tube 55.
La rotation du riloule est ensuite arrêtée afin que le noyau 43 puisse être lo;;é et fixé dans la cavité évasée du moule. Le piston 34 dans le cylindre 38 est déplacé de manière due le dispositif de fermeture 33 vienne fermer l'extrémité droite du moule. Dans le stade représenté à la fig. 7, le moule tourne à nouveau.
De l'eau de refroidissement est vaporisée sur sa surface extérieure par les tuyères 28, la poche de coulée 42 est basculée et le métal fondu est versé dans la gouttière de coulée 44 dont la petite extrémité 45 s'étend dans le moule à travers le noyau 43, se terminant comme on l'a vu, au niveau de l'extrémité intérieure de cc noyau. Le métal fondu est entraîné sur toute la longueur du moule par la force centrifuge.
La rotation du moule se continue jusqu'à ce que le métal se soit solidifié suffisamment pour se soutenir de lui-même. La rotation est alors arrêtée, la vaporisation d'eau sur le moule est également supprimée, et le dispositif de fermeture 33 est déplacé de façon a ne plus être aligné avec le moule. Le chariot 12 est alors déplacé dans le sens de la flèche de la fig. 8. L'anneau de poussée 57 entre dans l'extrémité droite du moule et engage l'extrémité 71 du tuyau 72 qui a été formé dans le moule. Ce mouvement du chariot se continue jusque dans la position représentée à la fig. 4, de sorte que le tuyau est complètement chase hors du moule. Il est recueilli et enlevé par des moyens non représentés.
Dan, la forme d'exécution représentée, l'appareil de revêtement par vaporisation est gencé pour fonctionner également coin lie ag un dispositif de poussée du tuyau. Dans tint variante non représentée. le tuyau pourrais être éliminé par des moyens agencés pour le maintenir fixe dans la position représentée à la fig. 8, tandis que le moule est déplacé jusqu'à l'extrémité libre du tuyau. Le même résultat pourrait être obtenu aussi avec des moyens agencés pour pincer et maintenir l'extrémité évasée du tuyau tandis que le moule est déplacé. De tels moyens de pinçage sont bien connus dans la pratique.
Après extraction du tuyau, le moule est placé à nouveau dans la position goulue pour être mis en rotation, puis déplacé vers la poche de coulée pour recevoir un nouveau revêtement. La chaleur produite par la coulée précédente est suffisante pour sécher ou traiter la matière de revêtement du moule quand c'est nécessaire. Le moule petit être chauffé par d'autres moyens, au commencement d'une opération de coulée, avant de vaporiser le revêtement.
En premier lieu, le procédé décrit rend possi ble la production d'une pièce coulée avec une seule course alternative du moule, tandis que les cycles de coulée connus nécessitent deux cour ses alternatives du moule pour chaque coulée ou une alternative du moule et des moyens supplémentaires pour l'extraction du tuyau qui nécessitent un espace additionnel. L'élimination d'une course complète sans ajouter d'élément d'extraction séparé est possible seulement par le procédé décrit. En outre, ce procédé permet d'appliquer au moule un revêtement d'un type nécessitant un séchage ou un traitement, sans qu'il soit nécessaire de prévoir une cours additionnelle du moule.
Le revêtement est appliqué essentiellement par un tube entrant dans le moule à partir de son extrémité droite, ce tube servant à éjecter le tuyau coulé par appli cation d'une force dirigée de son extrémité droite à son extrémité évasée, quand le moule se déplace de manière que le tube entre dans le moule.
Il est essentiel ei',alement, datif cette opération. d'utiliser une coulée non rétractif du métal. Le métal est versé à travers l'extrémité évasée du moule tandis due ce dernier tourné horizontalement autour <B>do</B> son axe.
et tandis que le moule est maintenu fixe en direction longitudinale. Pour obtenir titi rendement maximum du procédé décrit il est nécessaire que toute la charge de métal fondu soit distribuée sur toute la longueur du moule aussi rapidement que possible en particulier avant que des parties quelconques se soient solidifiées. Ceci nécessite un équilibre déterminé entre la température de coulée,<B>lu</B> temps de coulée et la @ iiesse de rotation du moulu pendant la coulée.
Bien qu'on ne puisse définir exactement les limites pour toutes les combinai sons possibles, les limites pour une combinaison quelconque peu\ent être facilement déterminées par l'expérimentation, comme cela est néces saire dans les procédés connus, en tenant compte des autres variables telles que la composition du métal, la composition et l'épaisseur du revê-
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,.cment <SEP> du <SEP> moule, <SEP> l'épaisseur <SEP> de <SEP> 'la <SEP> paroi <SEP> du
<tb> ;noulc <SEP> et <SEP> la <SEP> longueur <SEP> et <SEP> le <SEP> diamètre <SEP> du <SEP> tuyau <SEP> à
<tb> ;
rouler. <SEP> En <SEP> fait, <SEP> les <SEP> déterminations <SEP> sont <SEP> simpli i.-*,es <SEP> dans <SEP> le <SEP> présent <SEP> procédé, <SEP> principalement
<tb> ,par <SEP> élimination <SEP> du <SEP> facteur <SEP> humain <SEP> inhérent
<tb> ,,tix <SEP> procédés <SEP> connus <SEP> qui <SEP> requièrent <SEP> le <SEP> jugement
<tb> .-le <SEP> l'opérateur <SEP> dans <SEP> la <SEP> vitesse <SEP> de <SEP> coulée <SEP> du
<tb> métal <SEP> tout <SEP> au <SEP> long <SEP> du <SEP> moule.