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"Perîecionnements aux presses pour l'extrusion (ou filage) de métaux"
La présente invention est relative aux presses pour l'extrusion (ou filage) de métaux, presses du type dans lequel un récipient est alimenté en métal fondu que l'on laisse refroidir afin de l'amener à létat plastique pour 1'* extrader ensuite, hors du récipient, par l'effet d'un mouvement relatif dudit récipient et d'un piston. Dans les presses de grandes dimensions, une grande quantité correspondante de métal en fusion doit être amenée à l'état plastique
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avant que l'extrusion ait lieu et un temps important est nécessaire pour le refroidissement du métal jusqu'à la température appropriée à l'extrusion. Cette période peut, par exemple, atteindre vingt minutes.
La présente invention prévoit des dispositifs grâce auxquels il est possible de réduire dans une mesure notable le temps nécessaire au refroidissement.
Une presse pour l'extrusion de métaux, établie conformément à l'invention, comprend un organe de refroidissement destiné à être déplacé à l'inté- rieur du piston de la presse, avant le remplissage du récipient de ladite presse,et à être déplacé hors du piston dans une masse de métal en fusion contenue dans le récipient, à l'effet d'augmenter la vitesse normale de refroidissement du métal en fusion pour l'amener au degré de plasticité requis pour l'extrusion- De préférence, l'organe de refroidissement est établi pour pénétrer au centre du récipient de manière qu'il soit mis en contact avec le métal se trouvant à la distance la plus grande de la paroi du rrécipient. L'organe de refroidissement peut, par /-barre exemple, affecter la forme d'une métallique pleine ;
il peut aussi être constitué par un organe métallique creux fermé à son extrémité extérieure.
L'organe de refroidissement peut être à une température de beaucoup inférieure à celle du métal en fusion contenu dans le récipient et avoir une capacité appropriée d'absorption et de dissipation de la chaleur. Lorsque l'organe de refroidissement est placé dans le métal en fusion, de la chaleur est soustraite audit métal par l'organe de refroidissement, ce qui a pour effet d'augmenter la vitesse normale de refroi-
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dissement du métal en fusion pour l'amener à l'état plastiques la chaleur étant transmise de l'organe de refroidissement au piston.
L'organe de refroidissement est disposé pour coulisser à l'intérieur du piston de la presse et un dispositif à pression est prévu pour refouler l'organs de refroidissement hors du piston, dans le métal en fusion contenu dans le récipient, et pour le maintenir dans le récipient, pendant que le piston exerce une pression sur le métal plastique pour l'extruder.
Sur le dessin annexée on a représenté à titre dexemples et d'une manière schématique deux modes de réalisation de l'invention. Sur ce dessin : -verticale La figure 1 montre en coupe/un mode de réalisation de la presse;
La figure 2 est une coupeverticale,à plus grande échelle, d'une partie de la presse;
La figure 3 montre, également en coupe verticale, un autre mode de réalisation de la presse;
La figure 4, enfin, est une coupe par IV-IV de la figure 3 en regardant dans le sens aes flèches.
La presse représentée sur la figure 1 est du type dans lequel le récipient est mobile et le piston fixe, tandis que la presse représentée sur la figure 3 est du type dans lequel le piston est mobile et le récipient fixe.
Dans le mode de réalisation des figures
1 et 2, la presse comprend un récipient 1 destiné à recevoir le métal en fusion et un piston 3 pour l'extrusion ou filage du métal, après qu*il a été amené
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à l'état plastique, à partir de l'extrémité inférieure du récipient sur laquelle est montée une boîts à filière 6 comportant une entretoise 4 et un orifice 5 à travers lequel est extrudé le métal plastique.
Si la presse fonctionne pour produire par extrusion une gaine de plomb sur un câble élec- trique, par exemple, son fonctionnement général est le suivant : on remplit le récipient 1 de plomb en fu- sion et on déplace vers le haut ledit récipient, avec la botte à filière 6, pour amener le piston 3 en contact avec la surface du métal en fusion et pour exercer une pression sur ledit métal. Le métal est refroidi au moyen d'eau circulant dans une chambre 100 et il est amené ainsitau degré de plasticité convenant à l'extrusion ; le récipient 1 et la boite à filière 6 sont alors déplacés de nouveau vers le haut de manière que le piston pénètre dans le récipient et que le métal plastique soit refoulé hors de l'ouverture 5 sous forme de tube sur le câble.
Après extrusion, on abaisse le récipient et la boite à filière et on remplit de nouveau le récipient avec du métal en fusion afin que l'appareil soit prêt pour une autre opération d'extrusion. Les mouvements du récipient 1 sont produits par un piston hydraulique 2 placé sous la boîte à filière 6 et travaillant dans un cylindre hydraulique 190 Le câble à recouvrir passe à travers la presse dans une direction horizontale.
Pour réduire la période de refroidisse- ment normalement nécessaire pour amener le métal en fusion à l'état plastique avant qu'il puisse être extrudé, ou filé, on munit le piston 3 d'un.organe de refroidissement 8 disposé pour être poussé vers le bas
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à travers le piston, dans le métal en fusion se trouvant dans le récipient l, dès que ce dernier a été rempli. A cet effet le piston 3 affecte la forme d'un organe tubulaire de manière qu'il puisse recevoir @@ et guider l'organe de refroidissement 8.
Dans le piston sont ménagés trois passages communi- cants 7, .21 et 210 disposés au centre et ayant des diamètres différents, le passage supérieur 7 étant de diamètre supérieur à celui du passage intermédiaire 21 de telle manière qu'un épaulement 17 se trouve ménagé entre ces deux passages. A l'extrémité supérieure du piston 3 est disposée une douille 10 vissée dans ledit piston et percée d'un passage 11 ayant même axe et même diamètre que le passage 7. L'extrémité supérieu- re de la douille est fermée par un bouchon 12 percé d'un passage 13 de petit diamètre communiquant avec un tuyau 14. Le piston 3 estvfixé à une bague 22 elle- même fixée dans une tête ou crosse 15. Un passage 16 est ménagé dans la pièce 15 pour l'entrée du tuyau 14 et pour le logement de la douille 10.
La passage 7 du piston 3, en combi- naison avec le passage 11 de la douille 10, forme un cylindre de travail pour l'organe de refroidissement 80 Oe dernier est de forme cylindrique et, comme on le voit sur la figure 2, il comporte une tête 20 et une tige 25 se terminant par une partie inférieure tronconique 24. La tête à un diamètre supérieure à celui de la tige 23 et travaille, à la façon d'un piston, dans le cylindre formé par les passages 7 et 11 du piston 3, 1:' épaulement 17 limitant le mouvement
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de-descente de leorgane de refroidissement b lorsqu'il est refoulé vers l'extérieur à l'extrémité inférieure
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du piston 3, le bouchon 12 limitant le mouvement de montée dû-dit organe lors de sa course de retour.
La tige cylindrique 23 s'ajuste à frottement doux dans la partie inférieure du piston 3 et le passage 210 ménagé dans cette partie du piston est muni de rainures ou gorges 25 formant un joint du type labyrinthe.
La construction de l'organe de refroi- dissement est représentée sur la figure 2. La tête 20 est munie d'une rondelle 2b flexible en cuir, ou d'un autre organe analogueformant joint, pour empêcher l'échappement de l'eau au-delà de la tête de l'organe de refroidissement, vers le bas, ladite rondelle étant maintenue en place par un anneau 27 et des vis 28.
Au centre de l'organe de refroidissement est ménagé un passage 9 qui reçoit un tube 29 maintenu écarté du fond du passage précité par un anneau 30 fixé à la partie supérieure du tube. Le diamètre du tube 29 est tel qu'un espace notable se trouve ménagé entre ledit tube et la paroi du passage 9, espace assurant la circulation de l'eau vers le bas le long du tube 29 et vers le haut dans l'espace compris entre le tube et la paroi du passage 9. Le tube 29 est maintenu à dis- tance du fond du passage 9, comme il a été dit plus haut, par l'anneau 30 reposant sur les vis 28.
Le mouvement ascendant du piston hydraulique 2 est provoqué par de l'eau amenée par un tuyau 31 dans l'extrémité inférieure du cylindre 19.
Le mouvement descendant du piston hydraulique est provoqué par de l'eau amenée par un tuyau 32 dans un espace annulaire 33 ménagé entre le piston hydraulique 2 et le cylindre 19.
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Si l'on suppose que lorgane de refroi- dissement 8 est à lextrémité supérieure de sa course et que le récipient 1 occupe sa position la plus basse, l'extrémité inférieure de l'organe de refroidissement se trouvera sensiblement à fleur de l'extrémité infé- rieure du piston 3. le récipient est alors prêt à recevoir une nouvelle charge de métal en fusion. Dans un délai aussi court que possible après le chargement du récdpient 1, on refoule l'organe de refroidissement 8 vers le bas dans le métal en fusion contenu dans le récipient et on augmente ainsi notablement la vitesse normale de refroidissement dudit métal..
Le refoulement de lorgane de refroidissement dans le métal en fusion est obtenu au moyen d'eau pénétrant au-dessus dudit organe par le tuyau 14 et par le passage 13 du bouchon 12. L'organe de refroidissement ppénètre 'dans le métal en fusion au centre de celui-ci; la chaleur est sous- traite au métal et est transmise par l'organe de refroidissement à l'eau qui y est contenue), ainsi qu'au piston 3 par lequel elle est rayonnée dans l'atmosphère environnante. Une certaine quantité de chal@ur est également transmise à la crosse 15 et est rayonnée par elle.
Dès que l'organe de refroidissement a été refoulé vers le bas dans le métal en fusion, on soulève le récipient 1 pour amener l'extrémité infé- rieure du piston 3 en contact avec la surface du métal en fusion et le piston exerce ensuite une pression sur le métal pendant que ce dernier est refroidi. Cette pression est relativement petite si on la compare à la pression d'extrusion ou de filage. Le récipient 1 est soulevé par leau arrivant sous le piston hydraulique 2,
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par le tuyau 51, dans le cylindre hydraulique 19.
Pen- dant ce mouvement de montée du récipient 1, l'extré- mité inférieure de l'organe de refroidissement 8 vient en contact avec le reste de la charge précédente se trouvant dans le récipient et aussi avec l'entre- toise 4 de la boîte à filière 6, de telle manière que le mouvement ascendant du récipient provoque également o un mouvement ascendant d'une certaine amplitude de l'organe de refroidissement 8 : l'eau s'écoule hors du pis-ton 3 par le tuyau 14 et passe par le tuyau 31 Fous la face inférieure du piston hydraulique 2.
Lorsque le métal contenu dans le réci- pient 1 a été amené au degré requis de plasticité, le récipient est de nouveau soulevé et la pression d'ex- trusion est exercée sur le métal plastique pour refouler celui-ci hors de l'orifice 5 sous la forme d'un tube autour du câble à gainer. Pendant que l'ex- trusion a lieu, l'organe de refroidissement 8 est refoulé vers le haut par contact de son extrémité inférieure avec l'entretoise 4 de la boîte à filière 6 ; pendant ce mouvement l'eau est bloquée derrière l'or- gane de refroidissement mais l'augmentation de pression est empêchée par l'échappement deau du tuyau 14 par une soupape de sûreté 54.
Au moment où l'opération d'extrusion est terminée, l'organe de refroidissement 8 s'est trouvé poussé vers le haut à l'intérieur du piston 5 et il occupe, dans ledit piston,, sa position primitive. Le récipient 1 et la botte à filière 6 sont ramenés à leurs positions primitives par l'eau pénétrant dans l'espace annulaire 33 entre le piston hydraulique 2 et la paroi du cylindre hydraulique 19.
Après retour du récipient 1, celui-ci est prêt à
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recevoir une autre charge de métal en fusion.
Le contrôle de l'admission d'eau pour la commande de l'organe de refroidissement 8 et du piston hydraulique 2 peut être convenablement assuré par le dispositif de valves représenté à la gauche de la figure 1. Ce dispositif comprend deux boîtes 35 et 36 contenant chacune quatre valvesfonctionnant par paires. Dans la botte 35, les valves 37 et 38 s'ouvrent et se ferment ensemble, les valves 39 et 40 s'ouvrant et se fermant de même Dans la botte 36 les valves 41 et 42.s'ouvrent et se ferment ensemble, les valves 43 et 44 s'ouvrant et se fermant de même.
Pour refouler 1%organe de refroidisse- ment 8 dans le métal en fusion, on admet de l'eau à basse pression par un tuyau 45 à la valve 37 qui est ouverte, l'eau s'écoulant ensuite par le tuyau 14 jusqu'au piston 3, puis dans l'organe de refroidisse- ment 8. Les valves 39 et 40 sont fermées à ce moment.
Les valves 37 et 38 sont ensuite fermées et de l'eau sous forte pression est admise à la botte 36 par un tuyau 46 grâce à l'ouverture d'un robinet d'isolement 47, l'eau s'écoulant alors dans le cylindre hydrau- lique 19, sous le piston hydraulique 2, par la valve 42 et le tuyau 31. On élève alors la pression de l'eau pour produire la pression d'extrusion, et , lorsque 1''opérationd'extrusion est achevée; les valves 43 et 44 sont ouvertes tandis que les valves 41 et 42 sont fermées, l'eau sous pression élevée sécoulaht par le tuyau 32 dans l'espace annulaire 35 pour ramener le récipient 1 à sa position primitive.
Au moment où l'on donne au récipient son mouvement asoendant initial, l'eau s'écoulant du piston 3 passe
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par le tuyau 14, les valves 57 et 38, le tuyau 48, la valve 42 et revient au tuyau 31. Pendant que le piston hydraulique 2 se meut vers le haut, l'eau s'écoule de l'espace annulaire 35 par le tuyau 32 et les valves 43 et 44 pour revenir à un tuyau de retour 49.
Les rainures ou gorges 25 de la partie inférieure du piston 5 sont prévues pour empêcher le passage de métal le long de la surface de l'organe de refroidissement vers l'extrémité supérieure de celui-ci.
On voit sur la figure 1 qu'un tuyau 50 communique avec un passage longitudinal 51 du piston 3, passage qui communique lui-même avec un passage latéral 52 de faible longueur. Ce dernier communique à son tour avec un jeu prévu entre l'organe de refroidissement et le passage 21 du piston. Le tuyau 50, avec les passages5l et 52, permet l'échappement de la vapeur ou de l'eau si une fuite d'eau quelconque existait à l'endroit de la tête 20 de l'organe de refroidisse- ment 8.
Dans le mode de réalisation des figures 5 et 4, la presse comporte un piston mobile 3 et un récipient fixe 1. De même que dans la construc- tion précédente, le piston est constitué par une pièce creuse présentant des passages 7, 21 et 210 pour recevoir l'organe de refroidissement 8, le passage 210 comportant des rainures ou gorges 26 qui forment joint. L'extrémité supérieure du piston 5 présente une tête élargie 55 servant de piston et se déplaçant dans un cylindre hydraulique 19; l'eau est admise par un tuyau 54 dans le passage 7 pour refouler l'organe de refroidissement 8 vers le bas dans le métal
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en fusion contenu dans le récipient 1 et aussi pour refouler le piston 3 vers le bas dans le récipient.
Le mouvement de montée de l'organe de refroidissement est limité par un bouchon 12 percé d'un passage 13 destiné à permettre centrée de l'eau sur le coté supérieur de l'organe de refroidissement. Le mouvement ascendant du piston 3 et de l'organe de refroidissement 8 est commandé par 1''admission deau dans les tuyaux 55 et 56. L'eau pénètre dans des espaces annulaires 57 et exerce une pression sur les extrémités inférieures de tiges de piston 58 travaillant dans des cylindres 59 et reliées au piston 3.
Les tiges de piston 58 sont reliées à leur extrémité supérieure à des pièces 59 de forme convenable auxquelles sont fixées des pièces 60 arquées s'étendant longitudinalement et fixées par leur extrémité supérieure à la tête 53 du piston 3.
Ce dernier, les pièces arquées 60 les pièces 59 et les tiges de piston 58 se meuvent ainsi ensemble vers le haut et vers le bas- Les pièces arquées passent dans des presse-étoupe 61 et le piston 5 dans un presse-étoupe 62, lesdits presse-étoupe étant montées dans un anneau 63 boulonné sur l'extrémité infé- rieure du cylindre hydraulique 19. -'organe de refroidissement est construit de la mme manière que celui de la figure 2 mais il est plus long que ce dernier. Les presse-étoupe sont munis de pièces de garniture.
Le contrôle de l'alimentation en eau est convenablement réalisé par le dispositif de valves représenté à la droite de la figure 3. Ce dispositif comprend une botte 64 contenant des valves 65, 66, 67 et 68, une valve 69 disposée sur un tuyau d'alimentation
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à basse pression 71 et une valve 90 disposée sur un tuyau d'alimentation à haute pression 72.
Lorsque l'organe de refroidissement 8 occupe sa position la plus haute, le récipient 1 est prêt à être rempli. Après remplissagede l'eau à basse pres- sion est admise au tgyau 71 duquel elle s'écoulé, par la valve 67, dans le tuyau 54 et,par le passage 7, dans le piston 3, en refoulant vers le bas l'organe de refroidisse ment dans le métal en fusione De l'eau à haute pression est ensuite admise sur le coté supérieur de la tête 53 du piston 3 par les valves 90 et 67, la valve 69 étant fermée.
Ceci amène le piston 3 en contact avec la surface du métal en fusion contenu dans le récipient 1. Lorsque le métal est prêt pour 1'extrusion, on augmente la pression de l'eau et le piston 3 glisse sur l'organe de refroidis- sement 8 pendant qu'il est refoulé dans le récipient. Pen- dant le mouvement de descente du piston 3 l'eau est chassée sous les tiges de piston 58 par le tuyau 55 et les valves66, 65 et 68 dans un tuyau de retour 73. Le piston 3 est ramené à sa position primitive par de l'eau à haute pression s'écoulant par les valves 90 et 66 sous les tiges de pis- ton 58, l'eau s'écoulant ensuite de la partie supérieure de l'organe de refroidissement 8 et de la tête 53 du pis- ton 3 par le tuyau 54, les valves67 et 68 et le tuyau 73.
Lorsque l'organe de refroidissement 8 et le piston 3 pènè- trent dans le récipient 1, le métal en fusion stécoule dans les rainures ou gorges et il se solidifie finalement pour former un joint temporaire entre lesdits organes ce qui fait que, lorsque le piston 3 est déplacé vers le haut après l'extrusion, l'organe de refroidissement 8 est entratné avec lui.
Le piston 3 comporte despassages 51 et 52 permettant l'échappement de l'eau ou de la vapeur comme dans le mode de construction de la figure 1.
Dans les deux constructions} l'organe de refroidissement 8 est supporté à l'intérieur du
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piston 3 par friction avant le remplissage du réci- p ient 1 avec le métal en fusion.
Dans le mode de construction de la figure l' l'organe de refroidissement a tendance a être refoulé vers le haut hors du récipient lorsqu'une pression est exercée par le pistnn 3 sur la surface du métal contenu dans le récipient; à la fois avant et pendant l'extrusion. Cette tendance de l'organe de refroidissement à monter est indépendante du mouvement positif imprimé audit organe par la montée du réci- pient 1. Dans la construction de la figure 3, l'organe de refroidissement 8 a tendance à monter lorsque le piston 1 est refoulé vers le bas en contact avec la surface du métal contenu dans 'le récipient, avant lextrusion et aussi pendant cette dernière.
Par un choix convenable des dimensions des surfaces, sur lesquelles s'exerce la pression, de l'organe de refroidissement 8, c'est-à-dire des sections transver- sales de la tête de piston 20 et de la partie consti- tuant la tige de l'organe de refroidissement, on peut équilibrer les pressions agissant au-dessus et au- dessous de 1*organe de refroidissement pour une série donnée de conditions de pression et, dans le cas de la figure 1, pour des dimensions du piston de presse 3 et du piston hydraulique 2 et, dans le cas de la figure 3, pour des dimensions du piston de presse 3 et de la tête 53 dudit piston.
L'organe de refroidissement 8 et le piston 3 peuvent être établis de longueur suffisante et telle que le piston serve de guide effectif à l'organe de refroidissement pour le maintenir en place dans le récipient pendant l'opération de refroidisse- ment. L'organe de refroidissement peut être refoulé
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dans le métal contenu dans le récipient par la pression d'un liquide ou d'un gaz et un gaz ou un liquide peuvent être introduits dans l'organe de refroidisse- ment pour y jouer le rôle de milieu réfrigérant.
Sur les figures 1 et 3 on a représenté une entretoise 4 placée à l'extrémité inférieure du récipient 1. Cette entretoise sert à diviser le métal plastique en deux courants séparés au moment où il approche de l'orifice 5 par lequel il est extrudée Grâce à la disposition de l'organe de refroidissement 8 conformément: à laquelle cet organe est introduit au centre du récipient l, le refroidissement du métal en fusion est réalisé de la manière la plus efficace et le passage du métal plastique au-delà de l'entretoise 4 jusqu'à l'orifice d'extrusion 5 est facilité.
Bien que l'introduction de l'organe de refroidissement 8 dans le récipient 1 réduise la capacité de ce dernier, cette réduction peut être rendue petite et l'incouvénient de ladite réduction peut être compensé, et au-delà) par Davantage résul- tant de la réduction du temps nécessaire au refroidis- sement pour amener le métal en fusion à l'état plastiquée Cette période de refroidissement peut, par exemple, être réduite de vingt minutes à un temps aussi court que cinq minutes.
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"Pressings for extrusion (or extrusion) of metals"
The present invention relates to presses for the extrusion (or spinning) of metals, presses of the type in which a vessel is supplied with molten metal which is allowed to cool in order to bring it to the plastic state for subsequent extrusion. , out of the container, by the effect of a relative movement of said container and a piston. In large presses, a correspondingly large amount of molten metal must be brought into the plastic state.
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before extrusion takes place and significant time is required for the metal to cool down to the temperature suitable for extrusion. This period can, for example, reach twenty minutes.
The present invention provides devices by which it is possible to significantly reduce the time required for cooling.
A press for the extrusion of metals, established in accordance with the invention, comprises a cooling member intended to be moved inside the piston of the press, before filling the container of said press, and to be moved. out of the piston into a mass of molten metal contained in the vessel, in order to increase the normal rate of cooling of the molten metal to bring it to the degree of plasticity required for extrusion. cooling member is established to penetrate the center of the container so that it comes into contact with the metal located at the greatest distance from the wall of the container. The cooling member can, for example, take the form of a solid metal;
it can also be constituted by a hollow metal member closed at its outer end.
The cooler may be at a temperature much lower than that of the molten metal contained in the vessel and have adequate capacity for absorbing and dissipating heat. When the cooler is placed in the molten metal, heat is withdrawn from said metal by the cooler, which has the effect of increasing the normal rate of cooling.
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deformation of the molten metal to bring it to the plastic state the heat being transmitted from the cooling member to the piston.
The cooling member is arranged to slide inside the piston of the press and a pressure device is provided to force the cooling member out of the piston, into the molten metal contained in the container, and to hold it. in the container, while the piston exerts pressure on the plastic metal to extrude it.
In the accompanying drawing, two embodiments of the invention have been shown by way of examples and in a schematic manner. In this drawing: -vertical Figure 1 shows in section / an embodiment of the press;
Figure 2 is a vertical section, on a larger scale, of part of the press;
FIG. 3 shows, also in vertical section, another embodiment of the press;
Figure 4, finally, is a section through IV-IV of Figure 3 looking in the direction of the arrows.
The press shown in Figure 1 is of the type in which the container is movable and the piston stationary, while the press shown in Figure 3 is of the type in which the piston is movable and the container is stationary.
In the embodiment of the figures
1 and 2, the press comprises a container 1 for receiving the molten metal and a piston 3 for extruding or spinning the metal, after it has been fed.
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in the plastic state, from the lower end of the container on which is mounted a die box 6 comprising a spacer 4 and an orifice 5 through which the plastic metal is extruded.
If the press operates to produce by extrusion a lead sheath on an electric cable, for example, its general operation is as follows: the container 1 is filled with molten lead and said container is moved upwards, with the die boot 6, to bring the piston 3 into contact with the surface of the molten metal and to exert pressure on said metal. The metal is cooled by means of water circulating in a chamber 100 and it is brought to the degree of plasticity suitable for extrusion; the container 1 and the die box 6 are then moved upwards again so that the piston enters the container and the plastic metal is forced out of the opening 5 in the form of a tube on the cable.
After extrusion, the container and die box are lowered and the container refilled with molten metal so that the apparatus is ready for another extrusion operation. The movements of the container 1 are produced by a hydraulic piston 2 placed under the die box 6 and working in a hydraulic cylinder 190 The cable to be covered passes through the press in a horizontal direction.
To reduce the cooling period normally required to bring the molten metal to the plastic state before it can be extruded, or spun, the piston 3 is provided with a cooling member 8 arranged to be pushed towards it. the bottom
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through the piston into the molten metal in the container 1 as soon as the latter has been filled. For this purpose the piston 3 takes the form of a tubular member so that it can receive @@ and guide the cooling member 8.
In the piston are formed three communicating passages 7, .21 and 210 arranged in the center and having different diameters, the upper passage 7 being of greater diameter than that of the intermediate passage 21 such that a shoulder 17 is provided. between these two passages. At the upper end of the piston 3 is disposed a bush 10 screwed into said piston and pierced with a passage 11 having the same axis and the same diameter as the passage 7. The upper end of the bush is closed by a stopper 12. pierced with a passage 13 of small diameter communicating with a pipe 14. The piston 3 is fixed to a ring 22 itself fixed in a head or bracket 15. A passage 16 is made in the part 15 for the inlet of the pipe 14 and for the housing of the socket 10.
The passage 7 of the piston 3, in combination with the passage 11 of the sleeve 10, forms a working cylinder for the cooling member 80 The last one is cylindrical in shape and, as can be seen in figure 2, it comprises a head 20 and a rod 25 ending in a frustoconical lower part 24. The head has a diameter greater than that of the rod 23 and works, like a piston, in the cylinder formed by the passages 7 and 11 of piston 3, 1: 'shoulder 17 limiting the movement
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de-descent of the cooling unit b when it is forced outwards at the lower end
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of the piston 3, the stopper 12 limiting the upward movement of said organ during its return stroke.
The cylindrical rod 23 fits smoothly in the lower part of the piston 3 and the passage 210 formed in this part of the piston is provided with grooves or grooves 25 forming a labyrinth-type seal.
The construction of the cooling member is shown in Figure 2. Head 20 is provided with a flexible leather washer 2b, or other similar attached forming member, to prevent the escape of water into the cooler. -beyond the head of the cooling member, downward, said washer being held in place by a ring 27 and screws 28.
At the center of the cooling member is a passage 9 which receives a tube 29 kept spaced from the bottom of the aforementioned passage by a ring 30 fixed to the upper part of the tube. The diameter of the tube 29 is such that a significant space is provided between said tube and the wall of the passage 9, a space ensuring the circulation of water downwards along the tube 29 and upwards in the space included between the tube and the wall of the passage 9. The tube 29 is kept at a distance from the bottom of the passage 9, as was said above, by the ring 30 resting on the screws 28.
The upward movement of the hydraulic piston 2 is caused by water supplied through a pipe 31 into the lower end of the cylinder 19.
The downward movement of the hydraulic piston is caused by water supplied by a pipe 32 into an annular space 33 formed between the hydraulic piston 2 and the cylinder 19.
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If it is assumed that the cooling member 8 is at the upper end of its stroke and that the container 1 is in its lowest position, the lower end of the cooling member will be found substantially flush with the end. lower part of the piston 3. the vessel is then ready to receive a new charge of molten metal. As quickly as possible after loading the container 1, the cooling member 8 is forced down into the molten metal contained in the container and the normal cooling rate of said metal is thus significantly increased.
The discharge of the cooling member in the molten metal is obtained by means of water penetrating above said member through the pipe 14 and through the passage 13 of the plug 12. The cooling member penetrates' into the molten metal at the bottom. center of it; the heat is subtracted from the metal and is transmitted by the cooling member to the water contained therein), as well as to the piston 3 by which it is radiated into the surrounding atmosphere. A certain amount of heat is also transmitted to the butt 15 and is radiated by it.
As soon as the cooling member has been forced down into the molten metal, the container 1 is lifted to bring the lower end of the piston 3 into contact with the surface of the molten metal and the piston then exerts a pressure. pressure on the metal while it is cooling. This pressure is relatively small compared to extrusion or spinning pressure. The container 1 is lifted by the water arriving under the hydraulic piston 2,
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through pipe 51, into hydraulic cylinder 19.
During this upward movement of the container 1, the lower end of the cooling member 8 comes into contact with the remainder of the previous load in the container and also with the spacer 4 of the. die box 6, so that the upward movement of the container also causes o an upward movement of a certain amplitude of the cooling member 8: the water flows out of the pis-ton 3 through the pipe 14 and goes through the pipe 31 Pass the underside of the hydraulic piston 2.
When the metal contained in the container 1 has been brought to the required degree of plasticity, the container is again lifted and the extrusion pressure is exerted on the plastic metal to force the latter out of the orifice 5. in the form of a tube around the cable to be sheathed. While the extrusion is taking place, the cooling member 8 is forced upwards by contact of its lower end with the spacer 4 of the die box 6; during this movement the water is blocked behind the cooling member but the increase in pressure is prevented by the escape of water from the pipe 14 through a safety valve 54.
At the time when the extrusion operation is completed, the cooling member 8 has been pushed upwards inside the piston 5 and it occupies, in said piston, its original position. The container 1 and the die boot 6 are returned to their original positions by the water entering the annular space 33 between the hydraulic piston 2 and the wall of the hydraulic cylinder 19.
After returning container 1, it is ready to be
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receive another charge of molten metal.
The control of the water admission for the control of the cooling member 8 and of the hydraulic piston 2 can be suitably ensured by the valve device shown to the left of Figure 1. This device comprises two boxes 35 and 36 each containing four valves operating in pairs. In the boot 35 the valves 37 and 38 open and close together, the valves 39 and 40 opening and closing likewise In the boot 36 the valves 41 and 42 open and close together, the valves 43 and 44 opening and closing in the same way.
To force 1% cooler 8 into the molten metal, low pressure water is admitted through pipe 45 to valve 37 which is open, the water then flowing through pipe 14 to to the piston 3, then to the cooling member 8. The valves 39 and 40 are closed at this time.
The valves 37 and 38 are then closed and water under high pressure is admitted to the boot 36 through a pipe 46 through the opening of an isolation valve 47, the water then flowing into the cylinder hydraulic 19, under the hydraulic piston 2, through the valve 42 and the pipe 31. The water pressure is then raised to produce the extrusion pressure, and, when the extrusion operation is completed; the valves 43 and 44 are open while the valves 41 and 42 are closed, the water under high pressure escaping through the pipe 32 into the annular space 35 to return the container 1 to its original position.
When the container is given its initial asoendant movement, the water flowing from piston 3 passes
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through pipe 14, valves 57 and 38, pipe 48, valve 42 and back to pipe 31. As the hydraulic piston 2 moves upward, water flows from the annular space 35 through the pipe 32 and valves 43 and 44 to return to a return pipe 49.
The grooves or grooves 25 of the lower part of the piston 5 are provided to prevent the passage of metal along the surface of the cooling member towards the upper end thereof.
It can be seen in FIG. 1 that a pipe 50 communicates with a longitudinal passage 51 of the piston 3, which passage itself communicates with a lateral passage 52 of short length. The latter in turn communicates with a clearance provided between the cooling member and the passage 21 of the piston. The pipe 50, with passages 51 and 52, allows the escape of steam or water if any water leak exists at the location of the head 20 of the cooling member 8.
In the embodiment of Figures 5 and 4, the press comprises a movable piston 3 and a fixed container 1. As in the previous construction, the piston is formed by a hollow part having passages 7, 21 and 210 to receive the cooling member 8, the passage 210 comprising grooves or grooves 26 which form a seal. The upper end of the piston 5 has an enlarged head 55 serving as a piston and moving in a hydraulic cylinder 19; water is admitted through a pipe 54 into the passage 7 to force the cooling member 8 down into the metal
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molten content in the container 1 and also to force the piston 3 down into the container.
The upward movement of the cooling member is limited by a plug 12 pierced with a passage 13 intended to allow the water to be centered on the upper side of the cooling member. The upward movement of the piston 3 and the cooling member 8 is controlled by the inlet of water in pipes 55 and 56. Water enters annular spaces 57 and exerts pressure on the lower ends of piston rods. 58 working in cylinders 59 and connected to piston 3.
The piston rods 58 are connected at their upper end to pieces 59 of suitable shape to which are fixed arcuate pieces 60 extending longitudinally and fixed by their upper end to the head 53 of the piston 3.
The latter, the arched pieces 60, the pieces 59 and the piston rods 58 thus move together upward and downward. The arched pieces pass through gland 61 and the piston 5 through a gland 62, said stuffing-box being mounted in a ring 63 bolted to the lower end of hydraulic cylinder 19. The cooling member is constructed in the same way as that of FIG. 2 but it is longer than the latter. The cable glands are fitted with packing pieces.
The control of the water supply is suitably performed by the valve device shown to the right of Figure 3. This device comprises a boot 64 containing valves 65, 66, 67 and 68, a valve 69 disposed on a pipe. 'food
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low pressure 71 and a valve 90 disposed on a high pressure supply pipe 72.
When the cooling member 8 occupies its highest position, the container 1 is ready to be filled. After filling with low-pressure water is admitted to pipe 71 from which it flows, through valve 67, into pipe 54 and, through passage 7, into piston 3, pushing the member downwards. of cooling in the molten metal Water at high pressure is then admitted on the upper side of the head 53 of the piston 3 by the valves 90 and 67, the valve 69 being closed.
This brings the piston 3 into contact with the surface of the molten metal contained in the vessel 1. When the metal is ready for extrusion, the water pressure is increased and the piston 3 slides over the cooler. sement 8 while it is being pumped back into the container. During the downward movement of the piston 3 the water is forced under the piston rods 58 by the pipe 55 and the valves 66, 65 and 68 in a return pipe 73. The piston 3 is returned to its original position by high pressure water flowing through valves 90 and 66 under piston rods 58, the water then flowing from the top of cooling member 8 and gun head 53 tone 3 through pipe 54, valves 67 and 68 and pipe 73.
When the cooling member 8 and the piston 3 enter the container 1, the molten metal flows into the grooves or grooves and it finally solidifies to form a temporary seal between said members so that when the piston 3 is moved upwards after the extrusion, the cooling member 8 is entrained with it.
The piston 3 has passages 51 and 52 allowing the escape of water or steam as in the construction mode of Figure 1.
In both constructions, the cooling member 8 is supported inside the
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piston 3 by friction before filling the container 1 with the molten metal.
In the construction of the figure the cooling member tends to be forced upwards out of the container when pressure is exerted by the piston 3 on the surface of the metal contained in the container; both before and during extrusion. This tendency of the cooling member to rise is independent of the positive movement imparted to said member by the rise of the container 1. In the construction of FIG. 3, the cooling member 8 tends to rise when the piston 1 is. forced downward into contact with the surface of the metal contained in the container, prior to and also during extrusion.
By a suitable choice of the dimensions of the surfaces, on which the pressure is exerted, of the cooling member 8, that is to say of the transverse sections of the piston head 20 and of the constituent part. the stem of the cooler, the pressures acting above and below the cooler can be balanced for a given series of pressure conditions and, in the case of Figure 1, for dimensions of the cooler. press piston 3 and the hydraulic piston 2 and, in the case of FIG. 3, for dimensions of the press piston 3 and of the head 53 of said piston.
The cooling member 8 and the piston 3 can be made of sufficient length and such that the piston serves as an effective guide for the cooling member to hold it in place in the container during the cooling operation. The cooling unit can be pushed back
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in the metal contained in the receptacle by the pressure of a liquid or a gas and a gas or a liquid can be introduced into the cooling member to act there as a refrigerant medium.
In Figures 1 and 3 there is shown a spacer 4 placed at the lower end of the container 1. This spacer serves to divide the plastic metal into two separate streams as it approaches the orifice 5 through which it is extruded. at the disposal of the cooling member 8 in accordance with: which this member is introduced in the center of the container 1, the cooling of the molten metal is carried out in the most efficient manner and the passage of the plastic metal beyond the spacer 4 up to the extrusion port 5 is facilitated.
Although the introduction of the cooling member 8 into the vessel 1 reduces the capacity of the latter, this reduction can be made small and the inconvenience of said reduction can be compensated for, and beyond) by more resulting reduction of the time required for cooling to bring the molten metal to the plasticized state. This cooling period can, for example, be reduced from twenty minutes to as short as five minutes.