Procédé de moulage par force centrifuge de corps de révolution métalliques creux, machine à mouler pour la mise en oeuvre de ce procédé et corps obtenu au moyen de ce procédé. La présente invention a pour objet un procédé de moulage par force centrifuge de corps de révolution métalliques creux suivant lequel on projette au moyen d'un distribu teur déplacé axialement un métal à l'état liquide, radialement et à grande vitesse con tre la surface intérieure d'un moule.
L'invention,se rapporte aussi à une ma chine @à mouler pour la mise en #uvre de ce procédé. Cette machine comporte un moule rotatif autour d'un axe vertical, un disposi tif pour introduire du métal à l'état li- quidedans ledit moule et -des moyens dans ce moule pour projeter le métal liquide ra- dialement en forme d'une pellicule mince contre les parois intérieures du moule.
Enfin, l'invention a aussi trait à un corps de révolution obtenu au moyen -du pro cédé suivant l'invention.
Le procédé selon l'invention pourrait très bien servir à la fabrication de coussi nets de palier. Cette application à la fabrication de cous sinet de paliers comportant une couche d'al liage coulée à l'intérieur d'une douille ou support .en métal plus dur a permis de cons tater que, quoiqu'il soit possible d'employer une grande variété de métaux comme sup ports, le métal préférable pour ces supports est un alliage à base de cuivre, habituelle ment le bronze. Ce dernier peut être du. type contenant 80% de cuivre, 1.0% d'étain. et <B>10%</B> de plomb et il doit être sensiblement exempt de zinc.
La raison de la supériorité des alliages durs à base de cuivre, comme métaux de support pour les douilles métal liques doubles faites par le procédé de l'in vention, résulte en grande partie du fait qu'ils possèdent sensiblement le même coeffi cient de dilatation thermique que les alliages cuivre-plomb employés suivant l'invention comme couche intérieure. Ils sont de plus légèrement poreux, et cette propriété permet à une certaine quantité de l'alliage cuivre- plomb de pénétrer effectivement dans le sup port au appui sous l'influence de la force centrifuge, ce qui renforce notablement la liaison entre les deux métaux.
Une autre pro priété unique de l'invention réside en ce que l'action de déposer le revêtement cuivre- plomb à l'intérieur du support en bronze est tellement rapide que pratiquement ce support en bronze n'est nullement rongé par la couche liquide chaude de cuivre et ,de plomb, et on peut maintenir en dessous d'un dixième pour cent (0,1%) la teneur en étain de la couche cuivre-plomb, cet étain ne pouvant provenir que de. l'érosion du bronze.
Mais, en même temps, l'examen microscopique montre qu'il n'y a pas de ligne nette de démarcation en tre la couche cuivre-plamb et le support en bronze, mais une couche mince de transition dans laquelle les deux métaux sont alliés. Il en résulte que, pendant un instant, lors de la coulée de l'alliage cuivre-plomb, il s'est formë une couche superficielle de bronze fondu sur la surface du support, cette couche s'étant alliée à l'alliage cuivre-plomb en formant ainsi une liaison parfaite entre les deux métaux. Cette liaison peut être encore;
renforcée en étamant la surface du support au moyen d'un mélange fondu d'étain et de plomb, cet alliage étain-plomb s'alliant à son tour avec le métal de la liaison; la liai son qui se forme en appliquant le procédé de l'invention se distingue clairement de celle obtenue, par exemple, lorsqu'on coule du métal antifriction dans un support en bronze étamé.
Dans ce cas, la température du métal antifriction versé n'est pas assez élevée pour fondre la surface du support en bronze, et l'alliage d'étain sur la surface agit comme un véritable agent de brasure, mais il n'as sure pas une liaison aussi solide que celle obtenue suivant le procédé de l'invention, lorsqu'on l'emploie pour couler un alliage cuivre-plomb dans un support ou renforce ment en bronze, le revêtement et le support étant alors réellement alliés ou soudés entre: eux dans une zone de transition étroite entre les- deux- métaux.
Lorsqu'on. applique ce procédé, il. est cessaire de contrôler soigneusement la durée et la température. En formant la pièce en bronze, le support peut être d'abord travaillé à la machine pour lui donner des dimension précises, puis étamé par trempage dans une soudure, moitié plomb, moitié étain, et placé dans un moule ou dans un dispositif de ser rage convenable; ou bien on peut faire un dépôt de cuivre à l'intérieur. Dans ce -der nier cas, il est avantageux de ménager un fi letage mince dans la face intérieure.
On a constaté que ce filetage améliore la soudure; on peut également procéder en filetant sim- plem.ent la face intérieure -du support et en la nettoyant à fond, ou bien la surface peul être nettoyée et traitée .de toute façon conve nable connue, par exemple au moyen d'un jet de sable, etc.
Dans .les passages suivants, on donnera, à. titre d'exemple, une manière d'effectuer le procédé, selon l'invention.
Le groupe formé par le support et le moule est alors placé dans un four convena ble, de préférence du type à résistance élec trique, et il est chauffé jusqu'à 200 C à 500 C. Pendant le chauffage, on fait pas ser un courant constant de gaz réducteur, de préférence un gaz de gazogène sensible ment exempt d'hydrogène, .d'oxygène et de soufre;. à travers le moule et sur la face exposée du support en bronze, pour empêcher la formation d'une pellicule d'oxydes métal liques, qui compromettrait la soudure sub- s6quente,d,e l'alliage .cuivre-plomb sur la face intérieure du support.
Lorsque le moule con tenant le support a atteint la température convenable, on le transporte sur un disposi tif rotatif qui maintient l'axe du support dans une position sensiblement verticale. Le dispositif rotatif -est disposé de telle façon qu'en tournant, on puisse faire passer un courant de gaz neutre ou réducteur à travers le> support. Le gaz .employé est habituelle ment le même que celui utilisé dans le four de chauffage, mais on a constaté que l'azote sensiblement pur est également un gaz excel lent pour cet usage, particulièrement lors qu'on coule des douilles sans supports.
En. tre temps, l'alliage .cuivre-plomb est main tenu dans un. four, lequel est de préférence du type à induction sans noyau; l'alliage est maintenu à une température de 1093 C à 1230 C suivant les. dimensions de douilles coulées, les températures plus élevées corres pondant aux douilles plus petites. Pendant que -l'alliage est dans le four, on le couvre d'une couche de scorie protectrice convenable afin d'empêcher l'oxydation.
Lorsque. l'appa reil rotatif centrifuge tourne à la vites@a voulue, on introduit une quantité mesurée d'alliage cuivre-plomb fondu dans une po che de coulée qui doit. être sensiblement à la même température que le métal, et on verse rapidement cet alliage dans le support rota tif, l'appareil rotatif tournant à une très grande vitesse.
On fait tourner, par -exemple, à 2500-4000 tours par minute un coussinet qui doit avoir un diamètre intérieur de 67 millimètres, et on fait tourner suivant (les proportions convenables les supports ayant d'autres dimensions, afin d'obtenir une force centrifuge équivalente.
Le métal fondu tombe verticalement dans le support rotatif à travers l'atmosphère neutre ou ré ductrice contenue dans ce support et frappe un déflecteur ou distributeur, qui peut avoir la même vitesse de rotation que -le support ou bien une vitesse plus faible ou plus éle vée.
Le distributeur est disposé de façon à empêcher que le métal coule dans les con duits de gaz situés dans la partie centrale in férieure; du moule rotatif en remplissant ces conduits. Le distributeur lance le métal con tre la face intérieure du support, sur le quel le métal liquide se répartit suivant une couche uniforme sous l'action de la force centrifuge.
La température et la quantité de métal versé, en combinaison avec la tempéra ture du support, doivent être choisies de telle façon que la température résultante sur les faces adjacentes du bronze -et de l'alliage cuivre-plamb soit suffisamment élevée pour assurer une soudure complète des deux mé taux.
Si .l'an veut couler une douille: en alliage à base de. cuivre et de plomb sans aucun. ap- pui ou support,. on suit le made opératoire, sauf que le support décrit ci-dessus devient en réalité un moule. On a constaté qu'une forme désirable de moule est une douille en acier dont la face intérieure a été trai tée à chaud. Le métal à base de cuivre et de plomb n'adhère pas sur la surface traitée à chaud et il peut être enlevé par tous moyens convenables; en réalité, le coussinet perfec tionné avec support peut être construit, en une seule et même fois de cette dernière fa çon.
Dans ce cas, l'alliage particulier qui doit former le support relativement dur est coulé d'abord par la force centrifuge dans le moule traité à chaud et le revêtement inté rieur en alliage de cuivre et de plomb est alors coulé de façon semblable dans le sup port coulé précédemment pendant que celui-ci est encore chaud. On peut dire dans ce cas que le support et le revêtement sont coulés successivement en une seule et même fois; ce qui donne -dans ce cas un coussinet complet présentant un support extérieur et un revê tement intérieur en alliages relativement. -dif férents obtenu en une seule opération de cou lée.
Le dessin ci-annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution d'une ma chine à mouler pour la mise en couvre du pro cédé selon .l'invention.
La fig. 1 est. une élévation latérale par tielle en partie en coupe, montrant le mon tage perfectionné et les moyens d'impulsion de l'objet de l'invention; La fig, 2 est une élévation partielle de face, en partie en coupe, montrant le groupe formé par le moule et le distributeur; La fig. 3 est une élévation latérale de la machine à mouler complète; La fig. 4 est une élévation de face, en partie en coupe, d'une variante de la ma chine; La fig. ê est une élévation latérale par tielle de la machine représentée à la fig. 4;
Les fig. 6 et 7 sont des vues montrant des détails de construction. Aux dessins, l'ensemble de la machine est représenté comme étant porté par un bâti en acier 10, .comprenant la table supérieure 11 et les pieds verticaux 12 et 13. Un moteur 14 est. fixé sur un plateau 15, qui est main tenu sur le bâti au moyen des supports 16 et 17. Le plateau 15 supporte également une boîte de transmission 18 pourvue d'un dispo sitif convenable non représenté pour faire circuler l'huile de lubrification sur les roues de transmission.
Une roue dentée cylindrique 19 -est fixée sur l'arbre du moteur 14 et en traîne une roue dentée 20 par l'intermédiaire de la roue folle 21, laquelle tourne sur un arbre court 22 monté .dans la boîte de trans mission 18. La roue dentée 20 fait. corps avec un arbre creux 23 monté sur des coussinets à rouleaux 24 et 25. Ces coussinets à rou leaux 24 et 25 permettent à l'arbre creux 23 de tourner librement autour d'un axe verti cal, mais ils ne permettent pas les vibra tions ni le déplacement vertical. Un arbre principal creux 26 de rotor traverse librement l'arbre 23.
L'arbre 26 est pourvu d'une sur face sphérique 27 qui vient en contact avec la face intérieure de l'arbre 23 sensiblement à mi-chemin entre les -coussinets 24 et 25. L'arbre 26 peut donc exécuter un mouvement vibratoire ou oscillatoire limité autour du centre de la sphère 27. Des flasques 28 et 29 sont. attachés rigidement sur l'arbre 23. Ces flasques assurent un support flexible et une liaison d'entraînement ainsi qu'il sera décrit ci-après.
L'arbre 26 se termine à son extrémité supérieure dans une douille conique 30, dans laquelle on peut placer une douille auxiliaire 31 pour recevoir une gaine 32 mé nagée sur le moule. Sur la. face extérieure -de l'arbre 26, près .de la .douille 30, on a prévu des ailettes de refroidissement 33 en spirale. Ces ailettes sont contenues dans une enveloppe 34 qui tourne avec l'arbre 26. L'enveloppe 34 porte aussi des ailettes 35 qui tournent également avec l'arbre 26 et chassent un courant d'air puissant à travers les ailettes de refroidissement. De l'air est soufflé par une soufflerie 38 (fig. 3) à tra vers un conduit 37 dans une boîte fixe 36.
Des moyens de refroidissement sont donc prévus. ;pour dissiper .la chaleur amenée à Marbre 26 par la gaine conique 32 de l'en semble formé par le moule -et le support, cette gaine étant toujours chaude lorsqu'elle est placée dans la douille conique 30. Des flas ques annulaires 39 et 40 fixés rigidement sur l'arbre 26 forment des espaces destinés à re cevoir des organes de remplissage convena bles 41 et 42 en caoutchouc ou autre matière flexible convenable. Ces organes de remplis sage 41 et 42 sont fixés respectivement. sur les flasques 28 et 39 et sur les flasques 29 et 40.
L'organe de remplissage flexible 41 supporte effectivement le poids de l'arbre 26, et à l'aide de l'écrou 43 par l'intermédiaire de l'arbre 26, on serre les organes de rem plissage flexibles .11 et 42, de façon à for mer des joints étanches. L'arbre 26 est en traîné par le moteur 14. Cette disposition permet à l'arbre 26, tout en tournant à grande vitesse, soit à des vitesses de 1000 à 6000 tours par minute de vibrer ou d'oscil ler à l'intérieur d'une zone limitée autour du centre de la sphère 27.
Il en résulte que de légères excentricités dans l'ensemble formé par le moule et le support et qui peu vent provenir du métal au moment où on le verse, ne provoquent pas de vibrations nuisi bles, même pour de très grandes vitesses de rotation, La vitesse indiquée ci-dessus est considé- rée nécessaire pour provoquer la solidifica tion rapide de l'alliage cuivre-plomb afin d'é viter la séparation des particules de cuivre et de plomb sous l'effet de la force centri fuge.
Les fig. 1 et 2 montrent un tube ou ar bre creux 44 qui traverse un trou disposé lon gitudinalement et au centre de la gaine 32; cet arbre peut se déplacer librement dans cette gaine dans le sens vertical, mais il est obligé de tourner avec cette gaine grâce à une cale 45 qui s'engage dans une rainure de l'arbre 44. Une tête distributrice 46 pour distribuer le métal fondu est attachée à l'ex trémité supérieure de l'arbre 44 et est repré- semée à la fig. 1 -dans sa position la plus basse, sa position la plus haute étant indi qu6e en traits interrompus à la fig. 2.
Un se cond -arbre ou tube creux 47 se trouve sensi blement dans l'alignement de l'arbre 44, con tre l'extrémité inférieure duquel l'arbre 47 bute en 48. L'extrémité inférieure de l'arbre 47 $e termine dans une boîte à bourrage 49 et tourne dans un coussinet à billes 50 porté par un support 51, lequel peut à son tour su bir un -mouvement vers le haut ou vers le bas, comme il sera décrit ci-après. Le sup port 51 maintient l'extrémité inférieure de l'arbre -47 en alignement vertical directement en dessous du centre de la .sphère 27.
Un tube flexible 52 permet d'introduire dans le moule un gaz réducteur ou neutre, le gaz s'élevant par les tubes -47 et 44, et de là, à travers un trou 53 ménagé d'ans j'arbre 44 en des sous de la tête distributrice 46. On produit ainsi une atmosphère neutre ou réductrice à l'intérieur de l'ensemble formé par le moule et le support au moment de couler le mé tal.
Un arbre tubulaire 54 traverse l'arbre 26 et est obligé de tourner avec ce dernier à l'aide des cales 55 s'engageant dans les rai nures 56. Le rôle de l'arbre 54 est de pous ser la gaine 32 vers le haut et,de la détacher après une coulée, de façon que l'ensemble formé par le moule et le -support puisse être facilement enlevé. Ce mouvement ascendant est effectué au moyen d'un levier 5 7 actionné par une pédale et qui pousse vers le haut un flasque 58 attaché à l'arbre 54. L'arbre .47 est aussi obligé de tourner avec l'arbre 54 au moyen d'une cale 59, qui est placée sen siblement dans le plan du centre de la sphère 27, de sorte que les vibrations de l'arbre 26 du rotor et .de l'arbre 54 ne seront pas trans mises à la boîte à bourrage 49.
Sur la table 10 est montée et fixée une enveloppe ou boîte cylindrique<B>60</B> .en tôle d'a- cier. Cette -enveloppe est fixe dans le sens vertical, mais, si on le veut, elle peut être formée de deux -moitiés, de façon à s'ouvrir sur des -charnières dans un plan horizontal. Cette dernière disposition est celle représen- tée aux .dessins, et elle est réalisée en ména geant des .charnières 61 le long de l'un des côtés où les deux moitiés se rejoignent. On pourra ainsi ouvrir les pièces et on facilitera la mise en place et l'enlèvement -de l'enseml)lc formé par le moule et le support.
Dans l'exemple présent, le moule est formé d'une coquille en acier 62 ayant respectivement des couvercles inférieur et supérieur 63 et 64. Ces couvercles 63 et 64 sont maintenus en position sur la coquille 62 au moyen de tirants 65. Le couvercle inférieur porte la gaine conique 32 mentionnée précédemment. et .le couvercle supérieur 64 présente une ou verture centrale 66 à travers laquelle on in troduit le métal fondu clans le moule.
Sur l'enveloppe ou boîte cylindrique 60 mentionnée ci-dessus, on ménage aussi. comme le montre la fig. 2, un couvercle de protection convenable<B>67.</B> Ce couvercle 6 7 porte un déversoir 68 en forme d'entonnoir au moyen duquel on introduit le métal fondu à travers l'ouverture 66 dans le moule lors qu'il est en mouvement. Dans l'exemple pré sent, ce couvercle 67 est représenté comme étant fixé sur un arbre 69 déplaçable verti calement, de sorte qu'il peut être déplacé vers le haut en dégageant le moule, et on peut<B>le</B> faire pivoter -en dehors de l'axe de ce moule.
lorsque le moule est enlevé et remis en place. Get -arbre 69 est aussi représenté comme pré sentant un support 70 fixé sur cet arbre. Ce support 70 est réglable sur l'arbre 69 et porte une manivelle 71 avec couronne supportant la poche de coulée et un levier 72 contrôlant. le versement. La manivelle 71 est située par rapport au déversoir 68, de telle façon que lorsqu'on a placé dans la couronne 71 une po che de coulée ou un creuset 73 et qu'on fait basculer cette poche ou creuset pour déchar ger le métal fondu, le jet de métal sera di rigé au centre du déversoir 68 pendant toute l'opération de coulée.
La fig. 2 montre aussi un tuyau à gaz 74 muni d'un brûleur 75 situé au-dessus du déversoir, pour chauffer préalablement ce d:@- versoir 68 avant et, si on le veut, pendant la coulée du métal.
En se reportant maintenant à la fig. 3, on remarque que la couronne 71 portant le creuset est maintenue et supportée par le le vier 72 au moyen d'un support 76, lequel .est maintenu dans sa position horizontale, comme il est indiqué, au moyen d'un épaule ment 77 ménagé sur ce support, de sorte que lorsqu'on déplace le levier 72 vers la droite, ou, en d'autres mots, lorsqu'on l'éloi gne de l'opérateur, une extrémité formant loquet 78 sur ce levier, permettra d'enlever la manivelle 71 du support. Cette fig. 3 des dessins montre aussi clairement le dispo sitif mentionné pour transmettre à l'arbre 69 le mouvement vertical mentionné précédem ment.
Ce dispositif est représenté sous forme d'un levier à main 79 qui pivote sur un axe 80 et porte une butée 81 qui s'engage contre l'extrémité inférieure de l'arbre 69. Au sujet de ce déplacement vertical de l'arbre 69, on ménage sur cet arbre une cale 82 qui s'en gage dans une rainure convenable dans le haut de la table 10, de sorte que cet arbre ne peut tourner, sauf lorsque la cale 82 a été soulevée d'une distance suffisante pour se dégager de la rainure. Lorsque cette position a été atteinte, on peut faire tourner l'arbre 69 en même temps que le couvercle 67 et la creuset, de façon à .découvrir le moule pro prement dit.
Par suite de l'engagement men- tionné de la cale 82 avec la rainure cor respondante de la table, cette cale 82 agit de façon à placer le couvercle 67 et le déversoir 68 dans l'alignement vertical du centre du moule, lorsque ces pièces se trouvent dans leur position convenable de travail.
La fig. 3 des .dessins montre aussi très clairement le moyen pour obtenir le mouve ment axial du distributeur 46 pendant l'opé ration de coulée ainsi -que la disposition qui permet de verser le métal fondu dans le moule. Ainsi qu'il est représenté, on reïnar- que que lorsqu'on manceuvre le -levier 72, le bord du creuset 73 par où l'on verse restera sensiblement au-dessus du déversoir 68, de sorte que le métal sera dirigé vers le moule.
Le levier 72, tout en contrôlant la coulée du métal fondu, contrôle aussi le mouvement vertical du distributeur, cette opération étant effectuée grâce à une extrémité déportée 83 sur le levier 72, dans laquelle on a ménagé un certain nombre de points de liaison ou d'ouvertures espacées 84. Ces ouvertures 84 peuvent recevoir l'extrémité supérieure d'une tringle 85 qui, à l'aide d'une extrémité four chue ou en boucle 86 coopérant avec une tige 87, déplace le distributeur lorsqu'on manoeu- vre le levier 72 dans la direction voulue pour verser le métal.
Cette tige 87 glisse libre ment à travers le haut 10 de la table et est pourvue de deux écrous 88 qui sont vissés sur l'extrémité supérieure de cette tige et qui engagent l'extrémité en boucle 86 de la tringle 85. Lorsque le creuset 73 est dans sa. position verticale, les écrous 88 se trou vent à une faible -distance au-dessus de la boucle 86, -de sorte que lorsqu'on fait bascu ler le creuset pour la coulée, il y aura un mouvement libre d'amplitude limitée avant que la boucle 86 s'engage contre les écrous 88. A partir de ce moment et pendant le reste du basculement du creuset 73, la tige 87 sera soulevée par la tringle 85.
A l'extrémité infé rieure de la tige 87 se trouve un bras four chu 89 qui engage un manchon 90 formant partie -du support 51 mentionné préc6dem- ment. Ce manchon glisse librement sur une tige de guidage 91, et lorsque la tige 87 est soulevée, ce manchon soulève aussi le support 51, la boîte à bourrage 49 et l'arbre tubu laire 47.
Ainsi, le soulèvement vertical -de la tige 87, provoqué par le basculement du creuset, obligera l'arbre tubulaire 47 à se déplacer également vers le haut et, comme ce dernier bute sur l'extrémité inférieure de l'arbre tubulaire 44, le distributeur 46 se dé placera aussi de sa position inférieure à sa position supérieure, ce mouvement du distri buteur 46 ayant lieu pendant qu'on verse le métal fondu du creuset 73àans le moule. On sera donc certain que toute la surface du sup port, désigné au dessin en 92, recevra une quantité uniforme de métal fondu, désigné en =.93 à la fig. 2, ce qui assure une struc ture uniforme de ce métal ainsi qu'une sou- dure uniformément garantie entre le support 92 et le métal versé.
Cette distribution uni forme du métal versé permet aussi d'obtenir une soudure parfaite sur le support à une température initiale de l'ensemble moule support plus faible que si le distributeur de métal fondu était fixe dans l'une des posi tions horizontales du moule, comme on l'a proposé précédemment, le métal versé frap pant alors le support sensiblement dans un seul plan et étant ensuite distribué unifor mément sur la surface du moule ou support en s'écoulant après avoir frappé ce moule ou support.
En se reportant maintenant aux fig. 4 et 5, on remarque que l'appareil représenté dans ces figures est en principe d'un type sembla ble à celui déjà décrit. Il y a cependant di verses différences dans les détails de cons truction qui ont été jugées désirables dans certains cas. Les principales différences de construction réalisées dans cette variante ré sident dans l'emploi de moyens grâce aux quels le creuset qui contient le métal fondu se déplacera vers le haut et déchargera son contenu à travers un entonnoir ou déversoir, de telle façon que le métal fondu frappera toujours la tête distributrice à une vitesse approximativement uniforme pendant tout son déplacement vertical.
Une autre diffé rence importante réside dans l'emploi de moyens grâce auxquels on peut faire tourner la tête -distributrice indépendamment du moule, de sorte que cette tête peut tourner plus vite ou plus lentement que le moule, suivant que les conditions l'exigent. La tête distributrice est aussi modifiée par suite de l'addition d'un collier dirigé vers le haut et présentant. des .ouvertures à travers lesquelles le métal fondu est déchargé lorsqu'il frappe le distributeur. Au sujet de la description de cette forme d'exécution de la machine à mou ler, il est entendu :que les numéros semblables dans les diverses figures du dessin s'appli quent à des organes semblables dans ces fi gures.
Dans cette forme d'exécution, le creuset 73 et son berceau ou couronne 71 sont montés
EMI0007.0010
sur <SEP> un <SEP> collier <SEP> 95 <SEP> déplaçable <SEP> verticalement <SEP> et
<tb> glissent <SEP> sur <SEP> un <SEP> montant <SEP> vertical <SEP> fixe <SEP> 96. <SEP> Sur
<tb> le <SEP> collier <SEP> 95 <SEP> pivotent <SEP> deux <SEP> organes <SEP> <B>87(</B> <SEP> diri gés <SEP> vers <SEP> l'extérieur <SEP> et <SEP> engagent <SEP> la <SEP> tige <SEP> du
<tb> berceau <SEP> 71. <SEP> Sur <SEP> l'un <SEP> de <SEP> ces <SEP> organes <SEP> 9 <SEP> 7 <SEP> est
<tb> fixé <SEP> rigidement <SEP> un <SEP> organe <SEP> de <SEP> guidage <SEP> 98 <SEP> qui
<tb> sert <SEP> à <SEP> faire <SEP> basculer <SEP> le <SEP> creuset <SEP> lorsqu'on <SEP> le
<tb> déplace <SEP> vers <SEP> le <SEP> haut.
<SEP> Ce'basculement <SEP> du <SEP> creu set <SEP> est <SEP> effectué <SEP> par <SEP> l'organe <SEP> 98 <SEP> à <SEP> l'aide <SEP> d'un
<tb> galet <SEP> 99 <SEP> porté <SEP> par <SEP> un <SEP> levier <SEP> 11l(), <SEP> comme <SEP> il
<tb> sera <SEP> expliqué <SEP> ci-après. <SEP> Le <SEP> levier <SEP> <B>100</B> <SEP> pivote
<tb> aussi <SEP> sur <SEP> le <SEP> collier <SEP> 95 <SEP> et <SEP> il <SEP> est <SEP> pourvu <SEP> d'un <SEP> sec teur <SEP> denté <SEP> de <SEP> retenue <SEP> 101, <SEP> de <SEP> sorte <SEP> qu'il <SEP> peut
<tb> être <SEP> placé <SEP> suivant <SEP> tout <SEP> angle <SEP> prédéterminé
<tb> pour <SEP> fixer <SEP> la <SEP> position <SEP> initiale <SEP> de <SEP> coulée <SEP> du
<tb> creuset <SEP> 73.
<SEP> A <SEP> l'extrémité <SEP> extérieure <SEP> de <SEP> l'un
<tb> des <SEP> organes <SEP> 97 <SEP> est <SEP> attaché <SEP> un <SEP> câble <SEP> 102 <SEP> qui
<tb> passe <SEP> sur <SEP> une <SEP> poulie <SEP> 103 <SEP> et <SEP> descend <SEP> vers <SEP> une
<tb> pédale <SEP> 104, <SEP> de <SEP> sorte <SEP> que, <SEP> lorsqu'on <SEP> abaisse
<tb> la <SEP> pédale, <SEP> on <SEP> soulève <SEP> le <SEP> creuset <SEP> et <SEP> en <SEP> même
<tb> temps <SEP> le <SEP> collier <SEP> glissant <SEP> 95 <SEP> et <SEP> l'organe <SEP> de
<tb> guidage <SEP> 98 <SEP> sur <SEP> le <SEP> montant <SEP> 96. <SEP> Outre <SEP> les <SEP> or ganes <SEP> ci-dessus, <SEP> le <SEP> collier <SEP> glissant <SEP> 95 <SEP> porte
<tb> aussi <SEP> un <SEP> bras <SEP> 105 <SEP> dirigé <SEP> vers <SEP> l'extérieur <SEP> et
<tb> supportant <SEP> un <SEP> entonnoir <SEP> 106.
<SEP> Cet <SEP> entonnoir
<tb> est <SEP> pourvu <SEP> d'un <SEP> déversoir <SEP> 107 <SEP> s'étendant <SEP> vers
<tb> le <SEP> bas <SEP> dans <SEP> l'intérieur <SEP> du <SEP> moule <SEP> rotatif <SEP> et <SEP> se
<tb> terminant <SEP> à <SEP> une <SEP> distance <SEP> prédéterminée <SEP> au dessus <SEP> du <SEP> sommet <SEP> du <SEP> distributeur, <SEP> de <SEP> sorte
<tb> que, <SEP> lorsque <SEP> le <SEP> collier <SEP> 95 <SEP> se <SEP> déplace <SEP> vers <SEP> le
<tb> haut <SEP> pendant <SEP> l'opération <SEP> de <SEP> coulée, <SEP> le <SEP> déver soir <SEP> 107 <SEP> restera <SEP> à <SEP> une <SEP> distance <SEP> uniforme <SEP> du
<tb> distributeur <SEP> qui <SEP> se <SEP> déplacera <SEP> vers <SEP> le <SEP> haut <SEP> et
<tb> qui <SEP> est <SEP> désigné <SEP> en <SEP> 108 <SEP> -à <SEP> la <SEP> fig. <SEP> 4.
<SEP> Afin <SEP> Je
<tb> permettre <SEP> le <SEP> mouvement <SEP> ascendant <SEP> mentionné
<tb> ci-dessus <SEP> du <SEP> distributeur <SEP> 108. <SEP> une <SEP> tringle
<tb> 109 <SEP> est <SEP> également <SEP> attachée <SEP> au <SEP> collier <SEP> glis sant <SEP> 95 <SEP> et <SEP> engage <SEP> l'extrémité <SEP> inférieure <SEP> (le
<tb> l'arbre <SEP> du <SEP> distributeur <SEP> d'une <SEP> façon <SEP> sembla ble <SEP> à <SEP> celle <SEP> -décrite <SEP> à <SEP> propos <SEP> des <SEP> autres <SEP> figures
<tb> des <SEP> dessins.
<SEP> Puisque, <SEP> comme <SEP> il <SEP> a <SEP> été <SEP> indiqué
<tb> ci-dessus, <SEP> on <SEP> envisage <SEP> dans <SEP> cette <SEP> forme
<tb> d'exécution, <SEP> une <SEP> rotation <SEP> de <SEP> la <SEP> tête <SEP> distri butrice <SEP> 108 <SEP> indépendamment <SEP> du <SEP> moule <SEP> une
<tb> poulie <SEP> à <SEP> gorge <SEP> 110 <SEP> entoure <SEP> l'extrémité <SEP> infé rieure <SEP> de <SEP> ce <SEP> distributeur.
<SEP> La <SEP> poulie <SEP> 11Ï<B>)</B>
<tb> porte <SEP> une <SEP> courroie <SEP> convenable <SEP> 111 <SEP> qui <SEP> est
<tb> reliée <SEP> à <SEP> des <SEP> moyens <SEP> d'entraînement <SEP> convena- bles. La poulie est montée dans des coussinets convenables, de façon à ne pouvoir se dépla cer verticalement et elle est calée sur la par tie inférieure de l'arbre creux 112 du distri buteur, de façon .que cet arbre puisse glisser librement à travers la poulie lors de son dé placement vertical, la poulie 110 restant fixe par rapport à tout déplacement axial.
La fig. 7 montre une coupe de l'arbre 112 du.distributeur avec des rainures 118 entail lées dans cet arbre. Ces rainures de cales 113 s'étendent le long de l'arbre du distributeur sur une distance égale à la course maximum de cet arbre.
Puisque la cale 45 décrite pré cédemment doit être supprimée pour per mettre à l'arbre du distributeur de tourner librement, comme on l'envisage dans cette forme d'exécution de l'invention, il -est né- @cessaire de prévoir d'autres moyens pour com- muniquer le -mouvement de rotation à l'extré mité supérieure de l'arbre du distributeur. A cet effet, comme le montre la fi-.
6-, <B>OU</B> ménage un engagement par dents à rochet entre les extrémités supérieures et inférieu res de l'arbre tubulaire 112, cet engagement par .dents à rochet étant réalisé en découpant des dents de scie 114 sur les extrémités ad jacentes.
En se reportant maintenant à la variante de tête distributrice 108 à la fig. 4, cette tête présente une base ou fond semblable à la tête décrite à propos des figures précédentes des dessins, mais dans l'exemple présent, comme il a .été indiqué ci-dessus, on ménage sur le bord extérieur de cette tête un collier 115 dirigé vers le haut. Ce collier converge vers le centre et est pourvu, dans l'exemple présent, d -e deux sorties 116 diamétralement opposées, à travers lesquelles le métal fondu peut être coulé ou projeté par suite de la force centrifuge.
La disposition du collier 115 sur la tête distributrice sert de cette fa çon à permettre une accumulation initiale de métal fondu sur le distributeur, de sorte que, lorsque la cadence des mouvements est convenablement réglée, une petite quantité de métal sera retenue sur le distributeur pen- dant les phases initiale et finale de l'opéra tion -de coulée.
Cette caractéristique est ju gée désirable lorsqu'on veut Bouler une douille, un coussinet ou un article analogue présentant un rebord à ses extrémités. Fana la construction d'un tel coussinet, il e2t en tendu que le support 117 du moule est pourvu, dans l'exemple présent, d'un loge ment annulaire 118 à chaque extrémité pour recevoir ce métal en excès.
L'exécution du procédé de l'invention, lorsqu'on emploie la machine à couleur re présentée aux fig. 1, 2 et 3, a lieu de la fa çon suivante: L'ensemble formé par le moule, le support et le distributeur est préparé et placé dans un four de chauffage de type convenable et est élevé à une température de 200 à 500 C, pendant qu'on fait passer un courant de gaz réducteur, de préférence du gaz de gazogène exempt d'hydrogène, à tra vers le trou 53 ménagé dans l'extrémité su périeure de l'arbre 44 du distributeur. La douille dans le four est -disposée de façon que, pendant la période de chauffage,
le distributeur puisse rester dans sa position i:I, plus basse. Entre temps, on aura soulevé le montant 69, et les divers organes, tels qu- le couvercle 67 et le creuset 73, attachés à ce montant, auront été repoussés sur le côté, le montant 69 étant maintenu après son pi votement dans -sa position supérieure par la cale 82 mentionnée précédemment. Cette ma- naeuvre ouvre la boîte 60, et lorsque l'ensem ble formé par le moule et le support atteint la température correcte, cet. ensemble est enlevé du four et sa gaine 32 est introduite dans la douille de l'arbre 26 du rotor.
On fait alors pivoter le montant 69 et on le fait descendre dans sa position de marche. On ou vre le robinet à gaz non représenté et on in troduit à l'intérieur du moule du gaz neutre ou réducteur, qui s'échappe vers le haut par l'ouverture 66. L'interrupteur du moteur non représenté est mis en position de marche. Le creuset 73, ayant été préalablement rempli de l'alliage fondu cuivre-plomb qui est habituel lement employé, est placé dans le support 75 et le métal est. versé immédiatement en dé- plaçant le levier à main 72.
Lorsqu'on a fait tourner le moule pendant 30 'à 60 secondes, on arrête le moteur, on soulève et. on fait pivo ter le montant 69, l'arbre 54 subit une im pulsion vers le haut pour ,détacher la gaine 32, et l'ensemble du moule et du :support est enlevé pour le préparer pour une nouvelle opération.
Le fonctionnement de la forme d'exécu tion de la machine à mouler représentée aux fig. 4 et 5 est le suivant: On supposera que le creuset 73 a été rempli d'un métal convenable et que le moule 117 a été convenablement chauffé, ainsi qu'on l'a envisagé. L'opérateur, en tirant, alors vers le bas sur le levier 100, fera bas culer le creuset 73 jusqu'à ce qu'il ait amené le métal fondu en un point où il commence rait à se déverser pour tout basculement additionnel du creuset. Cette position est re présentée à la fig. 5 par les traits interrom pus désignés en A.
Lorsque ce mouvement est effectué, l'opérateur laissera le levier 100 s'engager dans le secteur denté 101 en éta blissant ainsi la. position du galet 99, de sorte que lorsque le creuset est déplacé vers le haut par suite d'une pression sur la pédale 104 agissant par l'intermédiaire du câble 102, le creuset continuera à basculer à une allure déterminée d'avance, de façon à verser uni formément le métal pendant sa course ascen dante. La suite du basculement du creuset est effectuée, comme on le comprend: Par le guide 98 qui s'engage contre le galet 99 sur le levier 100, le galet 99 glissant librement<B>le</B> long de l'organe de guidage 98.
Comme il a été indiqué précédemment, le creuset, en étant soulevé, basculera continuellement et lors de la phase finale de la coulée, il occu pera une position semblable à celle indiquée en traits interrompus à la fig. 5 et désignée en B.
En se reportant à ce contour en traits interrompus, on remarque que 'l'organe -de ;uidage 98 est dirigé vers le bar, mais se trouve encore engagé avec le galet 99 porté par le levier 100, et que le galet 99 a glissé le long de l'organe de guidage 98 vers le point de pivotement du creuset. Lorsque le creuset 73 est soulevé, comme il est indiqué ci-dessus, on comprend que le collier 95 a été également soulevé, et il en résulte que l'entonnoir<B>106</B> et la tête distributrice<B>108</B> ont été aussi soulevés, l'entonnoir étant porté par le bras 105 et la tête distributrice étant déplacée par suite de la liaison 109 qui se trouve entre le collier 95 et le support infé rieur 51 qui porte l'arbre creux du distri buteur.
Quoique l'invention soit particulièrement désignée pour couler des alliages cuivre- plomb ou des bronzes plastiques à l'intérieur d'un support dur. auquel cet alliage ou ce bronze est soudé ou brasé de façon sûre, il est évident que l'invention s'applique à la coulée par voie centrifuge d'une grande va riété de métaux qui peuvent exiger les moyens particuliers et nouveaux réalisés par la présente invention. Il est entendu que l'invention s'applique aussi bien aux for mes d'exécution représentées qu'aux for mes d'exécution décrites dans lesquelles le distributeur est disposé dans le sens verti cal.
Il est également entendu que le mot "douille" -est employé pour désigner tout ar ticle creux produit. suivant les indications données ci-dessus, quel que soit le but de son utilisation et indifféremment si on l'emploie comme douille cylindrique pleine ou fendue.
Method of molding by centrifugal force of hollow metallic revolution bodies, molding machine for carrying out this method and body obtained by means of this method. The present invention relates to a method of molding by centrifugal force of hollow metallic bodies of revolution in which a metal in the liquid state is projected by means of an axially displaced distributor, radially and at high speed against the inner surface. of a mold.
The invention also relates to a molding machine for the implementation of this process. This machine comprises a mold which rotates around a vertical axis, a device for introducing metal in the liquid state into said mold and means in this mold for projecting the liquid metal radially in the form of a film. thin against the interior walls of the mold.
Finally, the invention also relates to a body of revolution obtained by means of the process according to the invention.
The method according to the invention could very well be used for the manufacture of net bearing cushions. This application to the manufacture of bearing housings comprising an alloying layer cast inside a harder metal bush or support has made it possible to observe that, although it is possible to employ a large variety of metals as supports, the preferred metal for these supports is a copper based alloy, usually bronze. The latter can be. type containing 80% copper, 1.0% tin. and <B> 10% </B> lead and must be substantially free of zinc.
The reason for the superiority of hard copper-based alloys as support metals for the double metal bushings made by the process of the invention results in large part from the fact that they have substantially the same coefficient of expansion. thermal than the copper-lead alloys used according to the invention as an inner layer. They are also slightly porous, and this property allows a certain quantity of the copper-lead alloy to effectively penetrate into the support under the influence of centrifugal force, which considerably strengthens the bond between the two metals. .
Another unique property of the invention resides in that the action of depositing the copper-lead coating inside the bronze support is so rapid that practically this bronze support is in no way eaten away by the hot liquid layer. copper and lead, and the tin content of the copper-lead layer can be kept below one tenth percent (0.1%), this tin being able to come only from. erosion of bronze.
But, at the same time, microscopic examination shows that there is no clear line of demarcation between the copper-plamb layer and the bronze support, but a thin transition layer in which the two metals are alloyed. . As a result, for an instant, during the casting of the copper-lead alloy, a surface layer of molten bronze formed on the surface of the support, this layer having alloyed with the copper alloy. lead thus forming a perfect bond between the two metals. This connection can still be;
reinforced by tinning the surface of the support by means of a molten mixture of tin and lead, this tin-lead alloy in turn alloying with the metal of the bond; the bond which is formed by applying the process of the invention is clearly distinguished from that obtained, for example, when anti-friction metal is poured into a tin-plated bronze support.
In this case, the temperature of the poured anti-friction metal is not high enough to melt the surface of the bronze backing, and the tin alloy on the surface acts as a real soldering agent, but it sure does not. a bond as solid as that obtained according to the process of the invention, when it is used to cast a copper-lead alloy in a bronze support or reinforcement, the coating and the support then being actually alloyed or soldered between: them in a narrow transition zone between the- two- metals.
When we. applies this process there. is necessary to carefully control the time and temperature. By forming the bronze part, the support can first be machine worked to give it precise dimensions, then tinned by dipping in a solder, half lead, half tin, and placed in a mold or in a device of ser suitable rage; or we can make a deposit of copper inside. In this case, it is advantageous to provide a thin thread in the inner face.
It has been found that this thread improves the weld; it is also possible to proceed by simply threading the inner face of the support and cleaning it thoroughly, or the surface can be cleaned and treated in any suitable known manner, for example by means of a jet of water. sand, etc.
In the following passages, we will give, to. by way of example, one way of carrying out the method, according to the invention.
The group formed by the support and the mold is then placed in a suitable oven, preferably of the electric resistance type, and it is heated up to 200 C to 500 C. During the heating, a current is made. constant reducing gas, preferably a gas generator gas substantially free of hydrogen, oxygen and sulfur ;. through the mold and onto the exposed face of the bronze backing, to prevent the formation of a film of metal oxides, which would compromise the sub-solder of the copper-lead alloy on the inner face. support.
When the mold containing the support has reached the suitable temperature, it is transported on a rotary device which maintains the axis of the support in a substantially vertical position. The rotating device is so arranged that by rotating a stream of neutral or reducing gas can be passed through the support. The gas employed is usually the same as that used in the heating furnace, but it has been found that substantially pure nitrogen is also an excellent gas for this purpose, particularly when casting casings without supports.
In. In time, the copper-lead alloy is hand held in a. furnace, which is preferably of the coreless induction type; the alloy is maintained at a temperature of 1093 C to 1230 C according to. dimensions of cast bushes, higher temperatures corresponding to smaller bushes. While the alloy is in the furnace, it is covered with a suitable protective slag layer to prevent oxidation.
When. the centrifugal rotary apparatus turns at the desired speed, a measured quantity of molten copper-lead alloy is introduced into a pouring bag which should. be at substantially the same temperature as the metal, and this alloy is quickly poured into the rotary support, the rotary apparatus rotating at a very high speed.
One rotates, for -example, at 2500-4000 revolutions per minute a bearing which must have an internal diameter of 67 millimeters, and one rotates according to (the suitable proportions the supports having other dimensions, in order to obtain a force centrifugal equivalent.
The molten metal falls vertically into the rotating support through the neutral or reducing atmosphere contained in this support and strikes a deflector or distributor, which may have the same speed of rotation as the support or a lower or higher speed. vee.
The distributor is arranged so as to prevent the metal from flowing into the gas pipes located in the lower central part; of the rotary mold by filling these ducts. The distributor launches the metal against the inner face of the support, on which the liquid metal is distributed in a uniform layer under the action of centrifugal force.
The temperature and amount of metal poured, in combination with the temperature of the support, should be chosen such that the resulting temperature on the adjacent faces of the bronze -and copper-plamb alloy is high enough to ensure a weld. complete of both rates.
If .l'an wants to cast a socket: in alloy based on. copper and lead without any. support or support ,. we follow the operating procedure, except that the support described above actually becomes a mold. It has been found that a desirable form of mold is a steel bush with the inside face heat treated. The copper and lead based metal does not adhere to the heat treated surface and can be removed by any suitable means; in fact, the perfected pad with support can be constructed all at once in this last way.
In this case, the particular alloy which is to form the relatively hard support is first cast by centrifugal force into the heat treated mold and the inner coating of copper and lead alloy is then similarly cast into the mold. sup port previously sunk while it is still hot. In this case, it can be said that the support and the coating are poured successively at one and the same time; which gives -in this case a complete pad having an outer support and an inner coating of relatively alloys. -different obtained in a single casting operation.
The accompanying drawing shows, by way of example, two embodiments of a molding machine for the setting of the process according to the invention.
Fig. 1 is. a partial side elevation partly in section, showing the improved assembly and the impulse means of the object of the invention; FIG, 2 is a partial front elevation, partly in section, showing the group formed by the mold and the distributor; Fig. 3 is a side elevation of the complete molding machine; Fig. 4 is a front elevation, partly in section, of a variant of the machine; Fig. ê is a partial side elevation of the machine shown in FIG. 4;
Figs. 6 and 7 are views showing construction details. In the drawings, the whole machine is shown as being carried by a steel frame 10, comprising the upper table 11 and the vertical legs 12 and 13. A motor 14 is. fixed on a plate 15, which is hand held on the frame by means of the supports 16 and 17. The plate 15 also supports a gearbox 18 provided with a suitable device not shown for circulating the lubricating oil on the transmission wheels.
A cylindrical toothed wheel 19 -is fixed to the motor shaft 14 and drags a toothed wheel 20 by means of the idler wheel 21, which rotates on a short shaft 22 mounted in the transmission box 18. The gear 20 made. body with a hollow shaft 23 mounted on roller bearings 24 and 25. These roller bearings 24 and 25 allow the hollow shaft 23 to rotate freely around a vertical axis, but they do not allow vibrations nor vertical displacement. A hollow main rotor shaft 26 passes freely through the shaft 23.
The shaft 26 is provided with a spherical surface 27 which comes into contact with the inner face of the shaft 23 substantially halfway between the bearings 24 and 25. The shaft 26 can therefore perform a vibratory movement or limited oscillatory around the center of the sphere 27. Flanges 28 and 29 are. rigidly attached to the shaft 23. These flanges provide flexible support and a drive connection as will be described below.
The shaft 26 terminates at its upper end in a conical bush 30, in which an auxiliary bush 31 can be placed in order to receive a sheath 32 formed on the mold. On the. outer face of the shaft 26, near the .douille 30, there are provided spiral cooling fins 33. These fins are contained in a casing 34 which rotates with the shaft 26. The casing 34 also carries fins 35 which also rotate with the shaft 26 and expel a powerful air stream through the cooling fins. Air is blown by a blower 38 (fig. 3) through a duct 37 in a fixed box 36.
Cooling means are therefore provided. ; to dissipate the heat brought to the marble 26 by the conical sheath 32 of the assembly formed by the mold and the support, this sheath being always hot when it is placed in the conical sleeve 30. Annular flanges 39 and 40 rigidly fixed to the shaft 26 form spaces for receiving suitable fillers 41 and 42 of rubber or other suitable flexible material. These wise filling members 41 and 42 are fixed respectively. on flanges 28 and 39 and on flanges 29 and 40.
The flexible filling member 41 effectively supports the weight of the shaft 26, and using the nut 43 via the shaft 26, the flexible filling members 11 and 42 are tightened, so as to form watertight joints. The shaft 26 is dragged by the motor 14. This arrangement allows the shaft 26, while rotating at high speed, ie at speeds of 1000 to 6000 revolutions per minute, to vibrate or oscillate inside. of a limited area around the center of the sphere 27.
As a result, slight eccentricities in the assembly formed by the mold and the support and which may come from the metal when it is poured, do not cause harmful vibrations, even for very high speeds of rotation. The speed indicated above is considered necessary to cause the rapid solidification of the copper-lead alloy in order to avoid the separation of the copper and lead particles under the effect of the centrifugal force.
Figs. 1 and 2 show a hollow tube or ar bre 44 which passes through a hole arranged longitudinally and in the center of the sheath 32; this shaft can move freely in this sheath in the vertical direction, but it is obliged to rotate with this sheath thanks to a wedge 45 which engages in a groove of the shaft 44. A distributor head 46 to distribute the molten metal is attached to the upper end of shaft 44 and is shown in FIG. 1 -in its lowest position, its highest position being indicated in dotted lines in FIG. 2.
A shaft or hollow tube 47 sits substantially in line with shaft 44, against the lower end of which shaft 47 abuts at 48. The lower end of shaft 47 ends. in a stuffing box 49 and rotates in a ball bearing 50 carried by a support 51, which in turn can undergo an upward or downward movement, as will be described below. The support 51 maintains the lower end of the shaft -47 in vertical alignment directly below the center of the sphere 27.
A flexible tube 52 makes it possible to introduce into the mold a reducing or neutral gas, the gas rising by the tubes -47 and 44, and from there, through a hole 53 made of years I shaft 44 in under of the dispensing head 46. A neutral or reducing atmosphere is thus produced inside the assembly formed by the mold and the support when the metal is poured.
A tubular shaft 54 passes through the shaft 26 and is forced to rotate with the latter by means of the wedges 55 engaging in the grooves 56. The role of the shaft 54 is to push the sheath 32 upwards. and, to detach it after casting, so that the assembly formed by the mold and the -support can be easily removed. This upward movement is effected by means of a lever 57 operated by a pedal and which pushes upward a flange 58 attached to the shaft 54. The shaft 47 is also forced to rotate with the shaft 54 by means of a shim 59, which is placed substantially in the plane of the center of the sphere 27, so that the vibrations of the shaft 26 of the rotor and of the shaft 54 will not be transmitted to the stuffing box 49.
On the table 10 is mounted and fixed a casing or cylindrical box <B> 60 </B>. Made of sheet steel. This -envelope is fixed in the vertical direction, but, if desired, it can be formed of two-halves, so as to open on -hinges in a horizontal plane. This latter arrangement is that shown in the drawings, and it is made by providing hinges 61 along one of the sides where the two halves meet. It will thus be possible to open the parts and it will facilitate the establishment and removal of the assembly) lc formed by the mold and the support.
In the present example, the mold is formed from a steel shell 62 having respectively lower and upper covers 63 and 64. These covers 63 and 64 are held in position on the shell 62 by means of tie rods 65. The lower cover carries the conical sheath 32 mentioned above. and .the top cover 64 has a central opening 66 through which the molten metal is introduced into the mold.
On the casing or cylindrical box 60 mentioned above, it is also spared. as shown in fig. 2, a suitable protective cover <B> 67. </B> This cover 6 7 carries a funnel-shaped weir 68 by means of which the molten metal is introduced through the opening 66 into the mold when it is is in motion. In the present example, this cover 67 is represented as being fixed on a vertically movable shaft 69, so that it can be moved upwards by releasing the mold, and it is possible to <B> the </B> rotate -out of the axis of this mold.
when the mold is removed and replaced. Get -shaft 69 is also represented as having a support 70 fixed on this tree. This support 70 is adjustable on the shaft 69 and carries a crank 71 with a crown supporting the casting ladle and a controlling lever 72. the payment. The crank 71 is located relative to the weir 68, so that when a pouring bag or a crucible 73 has been placed in the ring 71 and this pocket or crucible is tilted to discharge the molten metal, the metal jet will be directed at the center of the weir 68 throughout the casting operation.
Fig. 2 also shows a gas pipe 74 provided with a burner 75 located above the weir, to preheat this d: @ - mouldboard 68 before and, if desired, during the pouring of the metal.
Referring now to fig. 3, it can be seen that the crown 71 carrying the crucible is held and supported by the lever 72 by means of a support 76, which. Is maintained in its horizontal position, as indicated, by means of a shoulder 77 provided on this support, so that when the lever 72 is moved to the right, or, in other words, when it is removed from the operator, one end forming a latch 78 on this lever, will allow '' remove the crank 71 from the support. This fig. 3 of the drawings also clearly shows the device mentioned for transmitting to the shaft 69 the vertical movement mentioned above.
This device is shown in the form of a hand lever 79 which pivots on an axis 80 and carries a stop 81 which engages against the lower end of the shaft 69. Regarding this vertical displacement of the shaft 69 , a wedge 82 is provided on this shaft which engages in a suitable groove in the top of the table 10, so that this shaft cannot turn, except when the wedge 82 has been raised by a sufficient distance to be release from the groove. When this position has been reached, the shaft 69 can be rotated at the same time as the cover 67 and the crucible, so as to uncover the mold itself.
As a result of the aforementioned engagement of the wedge 82 with the corresponding groove of the table, this wedge 82 acts to place the cover 67 and the weir 68 in vertical alignment with the center of the mold, when these parts are in their proper working position.
Fig. 3 of the drawings also shows very clearly the means for obtaining the axial movement of the distributor 46 during the casting operation as well as the arrangement which allows the molten metal to be poured into the mold. As shown, it is noted that when the lever 72 is operated, the edge of the crucible 73 through which one pours will remain substantially above the weir 68, so that the metal will be directed towards the bottom. mold.
The lever 72, while controlling the flow of the molten metal, also controls the vertical movement of the distributor, this operation being carried out by means of an offset end 83 on the lever 72, in which a certain number of connection points or d 'spaced openings 84. These openings 84 may receive the upper end of a rod 85 which, by means of a dropped or looped end 86 co-operating with a rod 87, moves the distributor when maneuvered. lever 72 in the desired direction to pour the metal.
This rod 87 slides freely through the top 10 of the table and is provided with two nuts 88 which are screwed onto the upper end of this rod and which engage the looped end 86 of the rod 85. When the crucible 73 is in his. vertical position, the nuts 88 are vented at a small distance above the loop 86, -so that when the crucible is tilted for casting, there will be free movement of limited amplitude before the loop 86 engages against the nuts 88. From this moment and during the remainder of the tilting of the crucible 73, the rod 87 will be lifted by the rod 85.
At the lower end of the rod 87 is a chu arm 89 which engages a sleeve 90 forming part of the support 51 mentioned above. This sleeve slides freely on a guide rod 91, and when the rod 87 is lifted, this sleeve also lifts the support 51, the stuffing box 49 and the tubular shaft 47.
Thus, the vertical lifting of the rod 87, caused by the tilting of the crucible, will force the tubular shaft 47 to also move upwards and, as the latter abuts on the lower end of the tubular shaft 44, the distributor 46 will also move from its lower position to its upper position, this movement of distributor 46 taking place while the molten metal is poured from crucible 73àans the mold. It will therefore be certain that the entire surface of the support, designated in the drawing at 92, will receive a uniform quantity of molten metal, designated at = .93 in fig. 2, which ensures a uniform structure of this metal as well as a uniformly guaranteed weld between the support 92 and the poured metal.
This uniform distribution of the poured metal also makes it possible to obtain a perfect weld on the support at an initial temperature of the support mold assembly which is lower than if the molten metal distributor were fixed in one of the horizontal positions of the mold, as proposed above, the poured metal then strikes the support substantially in a single plane and then being distributed uniformly over the surface of the mold or support while flowing after having struck this mold or support.
Referring now to Figs. 4 and 5, it will be noted that the apparatus shown in these figures is in principle of a type similar to that already described. There are, however, various differences in construction details which have been found desirable in some cases. The main construction differences achieved in this variant reside in the use of means by which the crucible which contains the molten metal will move upwards and discharge its contents through a funnel or weir, so that the molten metal will always strike the dispenser head at approximately uniform speed throughout its vertical movement.
Another important difference resides in the use of means by which the distributor head can be rotated independently of the mold, so that this head can rotate faster or slower than the mold, as conditions require. The dispenser head is also modified by the addition of an upwardly presenting collar. openings through which molten metal is discharged as it hits the dispenser. Regarding the description of this embodiment of the molding machine, it is understood that like numerals in the various figures of the drawing apply to like members in these figures.
In this embodiment, the crucible 73 and its cradle or crown 71 are mounted
EMI0007.0010
on <SEP> a <SEP> collar <SEP> 95 <SEP> movable <SEP> vertically <SEP> and
<tb> drag <SEP> on <SEP> a fixed <SEP> vertical <SEP> <SEP> <SEP> 96. <SEP> on
<tb> the <SEP> collar <SEP> 95 <SEP> pivot <SEP> two <SEP> components <SEP> <B> 87 (</B> <SEP> directed <SEP> towards <SEP> the exterior <SEP> and <SEP> engage <SEP> the <SEP> stem <SEP> of the
<tb> cradle <SEP> 71. <SEP> On <SEP> one <SEP> of <SEP> these <SEP> organs <SEP> 9 <SEP> 7 <SEP> is
<tb> rigidly fixed <SEP> <SEP> a <SEP> <SEP> member of <SEP> guidance <SEP> 98 <SEP> which
<tb> serves <SEP> to <SEP> to make <SEP> switch <SEP> the <SEP> crucible <SEP> when <SEP> the
<tb> move <SEP> to <SEP> the top <SEP>.
<SEP> This switch <SEP> of the <SEP> hollow set <SEP> is <SEP> performed <SEP> by <SEP> the body <SEP> 98 <SEP> to <SEP> using <SEP> of a
<tb> roller <SEP> 99 <SEP> carried <SEP> by <SEP> a <SEP> lever <SEP> 11l (), <SEP> like <SEP> it
<tb> will be <SEP> explained <SEP> below. <SEP> The <SEP> lever <SEP> <B> 100 </B> <SEP> swivels
<tb> also <SEP> on <SEP> the <SEP> collar <SEP> 95 <SEP> and <SEP> it <SEP> is <SEP> provided <SEP> with a <SEP> sec tor <SEP> toothed <SEP> of <SEP> retained <SEP> 101, <SEP> of <SEP> so <SEP> that <SEP> can
<tb> be <SEP> placed <SEP> following <SEP> any <SEP> angle <SEP> predetermined
<tb> for <SEP> set <SEP> the <SEP> initial <SEP> position <SEP> of <SEP> casting <SEP> of
<tb> crucible <SEP> 73.
<SEP> A <SEP> the outer <SEP> end <SEP> of <SEP> one
<tb> of <SEP> organs <SEP> 97 <SEP> is <SEP> attached <SEP> a <SEP> cable <SEP> 102 <SEP> which
<tb> passes <SEP> on <SEP> a <SEP> pulley <SEP> 103 <SEP> and <SEP> descends <SEP> to <SEP> a
<tb> pedal <SEP> 104, <SEP> of <SEP> so <SEP> that, <SEP> when <SEP> is lowered
<tb> the <SEP> pedal, <SEP> on <SEP> lifts <SEP> the <SEP> crucible <SEP> and <SEP> in <SEP> same
<tb> time <SEP> the <SEP> collar <SEP> sliding <SEP> 95 <SEP> and <SEP> the body <SEP> of
<tb> guidance <SEP> 98 <SEP> on <SEP> the <SEP> amount <SEP> 96. <SEP> Besides <SEP> the <SEP> or ganes <SEP> above, <SEP> the < SEP> collar <SEP> sliding <SEP> 95 <SEP> door
<tb> also <SEP> a <SEP> arm <SEP> 105 <SEP> directed <SEP> to <SEP> outside <SEP> and
<tb> supporting <SEP> a <SEP> funnel <SEP> 106.
<SEP> This <SEP> funnel
<tb> is <SEP> provided <SEP> with a <SEP> weir <SEP> 107 <SEP> extending <SEP> towards
<tb> the <SEP> bottom <SEP> in <SEP> inside <SEP> of the <SEP> mold <SEP> rotary <SEP> and <SEP> is
<tb> ending <SEP> at <SEP> a predetermined <SEP> distance <SEP> <SEP> above <SEP> of <SEP> top <SEP> of <SEP> distributor, <SEP> of <SEP> sort
<tb> that, <SEP> when <SEP> the <SEP> collar <SEP> 95 <SEP> moves <SEP> <SEP> to <SEP> on
<tb> up <SEP> during <SEP> the <SEP> operation of <SEP> casting, <SEP> the <SEP> start <SEP> 107 <SEP> will remain <SEP> to <SEP> a <SEP > uniform <SEP> distance <SEP> from
<tb> distributor <SEP> which <SEP> will <SEP> move <SEP> to <SEP> the <SEP> up <SEP> and
<tb> which <SEP> is <SEP> designated <SEP> in <SEP> 108 <SEP> -to <SEP> the <SEP> fig. <SEP> 4.
<SEP> In order <SEP> I
<tb> allow <SEP> the mentioned <SEP> upward <SEP> movement <SEP>
<tb> above <SEP> of <SEP> distributor <SEP> 108. <SEP> a <SEP> rod
<tb> 109 <SEP> is <SEP> also <SEP> attached <SEP> to <SEP> collar <SEP> sliding <SEP> 95 <SEP> and <SEP> engages <SEP> end <SEP> lower <SEP> (the
<tb> the <SEP> tree of the <SEP> distributor <SEP> in a <SEP> way <SEP> similar to <SEP> to <SEP> that <SEP> - described <SEP> to <SEP> about <SEP> of <SEP> other <SEP> figures
<tb> of the <SEP> drawings.
<SEP> Since, <SEP> like <SEP> it <SEP> has <SEP> been <SEP> indicated
<tb> above, <SEP> on <SEP> consider <SEP> in <SEP> this <SEP> form
<tb> execution, <SEP> a <SEP> rotation <SEP> of <SEP> the <SEP> head <SEP> distributor <SEP> 108 <SEP> independently <SEP> of the <SEP> mold <SEP > a
<tb> pulley <SEP> to <SEP> groove <SEP> 110 <SEP> surrounds <SEP> the lower <SEP> end <SEP> of <SEP> this <SEP> distributor.
<SEP> The <SEP> pulley <SEP> 11Ï <B>) </B>
<tb> wears <SEP> a suitable <SEP> <SEP> belt <SEP> 111 <SEP> which <SEP> is
<tb> connected <SEP> to <SEP> of suitable <SEP> training means <SEP> <SEP>. The pulley is mounted in suitable bearings, so as not to be able to move vertically and it is wedged on the lower part of the hollow shaft 112 of the distributor, so that this shaft can slide freely through the pulley. during its vertical displacement, the pulley 110 remaining fixed with respect to any axial displacement.
Fig. 7 shows a section of the shaft 112 of the distributor with grooves 118 notched in this shaft. These shim grooves 113 extend along the shaft of the distributor over a distance equal to the maximum stroke of this shaft.
Since the shim 45 described above must be omitted to allow the distributor shaft to rotate freely, as envisaged in this embodiment of the invention, it is necessary to provide for other means for communicating the rotational movement to the upper end of the distributor shaft. For this purpose, as shown in fi-.
6-, <B> OR </B> provides a ratchet tooth engagement between the upper and lower ends of the tubular shaft 112, this ratchet tooth engagement being achieved by cutting saw teeth 114 on the ad jacentes ends.
Referring now to the alternative dispenser head 108 in FIG. 4, this head has a base or bottom similar to the head described with reference to the previous figures of the drawings, but in the present example, as has been indicated above, a collar is provided on the outer edge of this head. 115 directed upwards. This collar converges towards the center and is provided, in the present example, with two diametrically opposed outlets 116, through which the molten metal can be poured or projected as a result of the centrifugal force.
The arrangement of collar 115 on the dispenser head serves in this way to allow an initial build-up of molten metal on the dispenser, so that when the rate of movement is properly adjusted, a small amount of metal will be retained on the dispenser pen. - during the initial and final phases of the casting operation.
This feature is considered desirable when it is desired to bolt a socket, a pad or the like having a flange at its ends. Fana the construction of such a pad, it e2t in tense that the support 117 of the mold is provided, in the present example, with an annular housing 118 at each end to receive this excess metal.
The execution of the method of the invention, when the color machine shown in FIGS. 1, 2 and 3, takes place as follows: The assembly formed by the mold, the support and the distributor is prepared and placed in a heating oven of suitable type and is raised to a temperature of 200 to 500 C , while passing a stream of reducing gas, preferably hydrogen-free gasifier gas, through the hole 53 in the upper end of the shaft 44 of the distributor. The socket in the oven is positioned so that, during the heating period,
the distributor can remain in its lower i: I position. In the meantime, the upright 69 will have been raised, and the various components, such as the cover 67 and the crucible 73, attached to this upright, will have been pushed to the side, the upright 69 being maintained after its pi vote in -sa upper position by the wedge 82 mentioned above. This maneuver opens the box 60, and when the assembly formed by the mold and the support reaches the correct temperature, this. assembly is removed from the furnace and its sheath 32 is inserted into the sleeve of the rotor shaft 26.
The upright 69 is then rotated and it is lowered into its running position. The gas valve, not shown, is opened and neutral or reducing gas is introduced inside the mold, which escapes upwards through the opening 66. The switch of the motor, not shown, is set to the off position. market. The crucible 73, having been previously filled with the molten copper-lead alloy which is usually employed, is placed in the support 75 and the metal is. immediately poured by moving the hand lever 72.
When the mold has been rotated for 30 'to 60 seconds, the engine is stopped, and and is lifted. the upright 69 is pivoted, the shaft 54 is subjected to an upward impulse to detach the sheath 32, and the assembly of the mold and of the support is removed to prepare it for a new operation.
The operation of the embodiment of the molding machine shown in Figs. 4 and 5 is as follows: Assume that crucible 73 has been filled with a suitable metal and that mold 117 has been properly heated, as envisioned. The operator, then pulling down on lever 100, will rock crucible 73 until it has brought the molten metal to a point where it would begin to pour out for any further tilting of the crucible. . This position is shown in fig. 5 by the interrupted lines designated in A.
When this movement is performed, the operator will let the lever 100 engage in the toothed sector 101, thus establishing the. position of the roller 99, so that when the crucible is moved upwards as a result of pressure on the pedal 104 acting through the cable 102, the crucible will continue to tilt at a predetermined rate, so to pour the metal evenly during its upward stroke. The rest of the tilting of the crucible is carried out, as can be understood: By the guide 98 which engages against the roller 99 on the lever 100, the roller 99 sliding freely <B> the </B> along the guidance 98.
As indicated previously, the crucible, being lifted, will tilt continuously and during the final phase of the casting, it will occupy a position similar to that indicated in broken lines in FIG. 5 and designated in B.
Referring to this outline in dotted lines, we notice that the 'uidage member 98 is directed towards the bar, but is still engaged with the roller 99 carried by the lever 100, and that the roller 99 has slipped along the guide member 98 towards the pivot point of the crucible. When the crucible 73 is lifted, as indicated above, it is understood that the collar 95 has also been lifted, and as a result the funnel <B> 106 </B> and the dispenser head <B> 108 </B> have also been raised, the funnel being carried by the arm 105 and the dispensing head being moved as a result of the connection 109 which is located between the collar 95 and the lower support 51 which carries the hollow shaft of the distributor.
Although the invention is particularly suitable for casting copper-lead alloys or plastic bronzes within a hard support. to which this alloy or this bronze is welded or brazed in a safe manner, it is obvious that the invention applies to the centrifugal casting of a wide variety of metals which may require the particular and novel means achieved by the present invention. It is understood that the invention applies both to the embodiments shown as to the embodiments described in which the distributor is arranged in the vertical direction.
It is also understood that the word "socket" is used to denote any hollow article produced. according to the indications given above, whatever the purpose of its use and whether it is used as a solid or slotted cylindrical bush.