<Desc/Clms Page number 1>
"procédé et dispositif pour la fabrication d'objets suivant le procédé de coulée par injection"
La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif pour la fabrication d'objets suivant le procédé de coulée par injection, dans lequel on utilise un'récipient de coulée à partir duquel la matière fondue est refoulée dans le moule mis en communication avec le récipient de coulée. La communication entre ce récipient de coulée et le moule est interrompue pendant l'intervalle s'écoulant entre deux coulées successives pour enlever l'objet coulé du moule et il faut alors prendre des mesures pour empêcher que la matière fondue qui se trouve encore dans le récipient de coulée s'écoule hors de ce récipient.
Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que
<Desc/Clms Page number 2>
pendant le temps durant lequel il ne se produit pas de coulée (par exemple entre deux coulées successives), le récipient de coulée est mis en communication avec une chambre dans laquelle il règne une dépression si élevée que la matière de coulée liquide n'en sort pas.
On peut alors, selon l'invention, dès que le moule et le récipient de coulée sont placés de façon étanche l'un contre l'autre, casser le vide et faire entrer de l'air comprimé dans le récipient, par quoi la matière fondue est injectée dans le moule.
Conformément à l'invention, la dépression régnant dans le récipient de coulée dans le temps compris entre deux coulées peut en outre être utilisée pour le remplissage du récipient de coulée de matière fondue. Cette matière est alors aspirée dans le récipient de coulée sous l'action de la dépression régnant dans ce dernier à partir d'un réservoir se trouvant sous le récipient de coulée ou à côté de lui.
L'invention englobe en outre un dispositif pour l'application du procédé décrit ci-dessus, qui est réalisé de façon que le moule ouvre automatiquement à la fin de son mouvement vers le récipient de coulée, une soupape d'admission prévue pour l'arrivée d'air comprimé dans le récipient de coulée, pendant qu'en même temps la communication avec l'aspiration ou source de vide èst coupée.
Selon l'invention, le dispositif peut contenir en outre un récipient particulier pour la matière de coulée; ce récipient est amené à chaque fois entre deux coulées ou séries de coulées sous le récipient de coulée et ce dernier aspire de ce récipient particulier la matière liquide au moyen de la dépression qui règne dans le récipient de coulée.
D'autres formes de réalisation du dispositif, qui tombent sous l'invention, sont décrites avec plus de détail dans ce qui
<Desc/Clms Page number 3>
suit. L'invention est maintenant expliquée en détail à l'aide du dessin annexé.
La fig. 1 représente, partiellement en coupe transversale, une élévation de face d'un dispositif servant à l'application du procédé de coulée par injection selon l'invention.
La fig. 2 est une vue analogue à la fig. 1 mais dans laquelle le moule et le récipient de coulée se trouvent dans une autre position.
La fig. 3 représente la soupape qui commande l'amenée d'air comprimé au récipient de refoulement et la communication avec le récipient à vide.
La fig. 4 est une coupe transversale du robinet de manoeuvre qui sert à la commande du moule.
La fig. 5 représente une forme de réalisation modifiée d'un dispositif selon l'invention.
La fig. 6 représente à plus grande échelle une coupe transversale du récipient utilisé dans le dispositif selon la fig. 5 pour la matière de coulée.
Dans la forme de réalisation représentée dans la fig. 1 1 désigne le moule de coulée. Ce moule est mobile verticalement à l'aide d'un support 3 guidé le long de montants ou colonnes verticaux 2. Ce mouvement est de préférence assuré au moyen d'un cylindre à pression d'huile 4 disposé sous le support 3 et dont le piston 5 travaille sur une tige 6 reliée au support 3 guidé sur les montants 2. La paroi supérieure du moule de coulée 1 présente une ouverture de remplissage 7 en forme d'entonnoir, dans laquelle s'adapte un ajutage de remplissage 8 constitué de façon correspondante dans le fond du récipient de coulée 9 disposé au-dessus du moule de coulée. Le récipient de coulée résistant à la pression 9 affecte par ailleurs la forme d'un cylindre creux et il est ouvert à son extrémité supérieure.
Un élément de chauffage électrique 10 est disposé autour du récipient de
<Desc/Clms Page number 4>
coulée et est entouré par une enveloppe en matière calorifuge 11.
L'ensemble est renfermé dans une enveloppe 12, que l'on peut faire coulisser à l'aide d'oreilles 13 le long des colonnes 2, et il est maintenue en équilibre par les contrepoids 14 suspen- dus aux câbles 16 passant sur des poulies 15. Dans sa position inférieure, le récipient de coulée repose sur les appendices 17 prévus sur les montants 2 ; on peut faire monter ou descendre le récipient de coulée le long des montants à l'aide de poignées 18.
Pour remplir ce récipient, il est amené dans la position inféri- eure représentée dans la fig. 1, dans laquelle il repose sur les appendices 17.
La soupape d'admission d'air comprimé 19 représentée à plus grande échelle dans la fig. 3 se trouve à une certaine hau- teur au-dessus du récipient de coulée. La boite de soupape 19 est fixée à l'aide de la traverse 20 aux montants 2 et est raccor- dée, sur son dessus, au conduit 21 d'arrivée d'air comprimé, qui contient une soupape de retenue 22. Derrière la soupape 22, est branché un conduit 23, qui conduit à un robinet de manoeuvre 24, qui commande le mouvement du moule de coulée 1. On reviendra avec plus de détail sur cette partie du dispositif. La boite de soupape 19 comporte un alésage cylindrique axial dans leqùel se trouve un corps de soupape également cylindrique 25.
Ce corps de soupape présente un alésage axial 26, puis, à son extrémité su- périeure, une bride 27, qui sert de plateau de soupape et dont l'extrémité inférieure décolletée sous une forme conique repose
28 sur le siège de soupape'présentant une forme conique correspon- dante .
L'alésage dans lequel le corps de soupape 25 est disposé est élargi en 29 à son extrémité supérieure; au-dessus de la bride 27 de la soupape, il y a une chambre 30 à laquelle l'air comprimé a accès sous des conditions normales par l'alésage 31, en maintenant ainsi la soupape appliquée sur son siège. La boite
<Desc/Clms Page number 5>
de soupape 19 est en deux parties; elle est constituée par la boite de soupape proprement dite 19 et un appendice inférieur 32, qui s'applique, avec intercalation d'un anneau compressible 33 par son dessus contre le dessous de la boite de soupape 19.
Le corps de soupape 25 fait saillie par son extrémité inférieure dans l'appendice inférieur 32, qui comporte aussi à cette fin un alésage correspondant. Cet alésage ne s'étend toutefois que jusqu'à la moitié environ de la hauteur de l'appendice inférieur et le corps de soupape 25 repose par son extrémité inférieure sur le fond de cet alésage cylindrique. Il s'ensuit que lorsque l'ap- pendice inférieur 32 est pressé par le récipient de coulée 9 déplacé de bas en haut contre la boite de soupape 19, le corps de soupape 25 est également entraîné et est soulevé de son siège.
L'air comprimé peut alors passer par l'alésage 31, la chambre 30, devant le siège de soupape 28, puis entrer par le canal transversal 34 dans l'alésage central 26 du corps de soupape, puis passer par un autre alésage 35 percé dans l'extrémité inférieure de l'appendice inférieur 32 et se raccordant à l'alésage 26, et par l'ajutage 36 dans le récipient de refoulement 9.
L'ajutage 36 comporte un alésage 37 disposé dans le sens transversal par lequel l'air comprimé peut entrer dans un sens perpendiculaire à l'axe du récipient de refoulement.
L'appendice de dessous 32 comporte à son extrémité inférieure un évidement en cuvette 38 présentant un bord'conique dans lequel l'extrémité supérieure constituée de façon correspondante du récipient de coulée 9 peut s'adapter en se raccordant.
L'appendice de dessous 32 comporte en outre un alésage transversal 39, qui débouche dans l'alésage central de l'appendice de dessous. Un conduit 40 est branché sur cet alésage transversal et mène à un récipient 41, qui est raccordé au moyen d'un conduit 42 à une pompe pneumatique 43 ; cette pompe est commandée en continu et engendre un vide partiel dans le récipient 41.
<Desc/Clms Page number 6>
44 désigne une soupape de retenue qui coupe la communication avec le récipient à vide 41 sous l'action d'une surpression régnant dans la boite de soupape 19, mais qui permet, sous des conditions normales, l'aspiration d'air à partir de l'alésage 26 de la sou- pape et du récipient de coulée, lorsque celui-ci se trouve à sa position la plus élevée. En principe, le fonctionnement de la soupape 44 est basé sur ce que tant que la différence des pressi- ons régnant des deux côtés de la soupape ne dépasse pas une va- leur déterminée, cette'différence de pression n'est pas en me- sure de fermer la soupape.
Mais, dès que par suite de la commande du robinet 24 (fig. 4), de l'air comprimé entre du conduit 21 dans la boite de soupape 19, cette soupape est fermée contre la pression du ressort par suite de la grande différence qui est alors obtenue entre les pressions régnant des deux côtés de la soupape 44, de sorte que l'air comprimé ne peut pas passer à la chambre à vide 41. Par contre, si l'arrivée d'air comprimé est refermée, la soupape 44 est de nouveau ouverte sous l'action de la pression du ressort et une communication est établie entre la boite de soupape 19 (canal 26 et 35, fig. 3) et le récipient à vide 41.
Un dispositif 45 est raccordé au conduit 42; ce dispositif permet à une quantité d'air réglable de passer de l'extérieur dans le conduit 42. La section libre du canal du dispositif 45 est réglée au moyen d'une vis de réglage 47, ce qui rend possible de régler la dépression dans le récipient 41 et par conséquent et également dans les conduits 40 et 42 dans le récipient de coulée 9 à une valeur déterminée. 46 désigne un vacuomètre, sur lequel on peut lire les variations de pression d'air dans le système et à l'aide duquel le fonctionnement du dispositif peut être sur- veillé.
Le robinet 24 est représenté à plus grande échelle dans la fig. 4. Le conduit 23, qui amène de l'air comprimé du conduit 21,
<Desc/Clms Page number 7>
débouche à la partie inférieure du boîtier de robinet 48. Sous des conditions normales) l'arrivée de'cet air comprimé est coupée au moyen d'un tiroir ou d'une soupape 49, qui est maintenue sur son siège par un ressort. Lorsqu'on actionne le robinet 24 en appuyant sur lui, la soupape 49 est ouverte contre la pression du ressort au moyen du piston 51 et de la tige 52 et l'air peut passer par l'ouverture 53 dans la soupape, le canal 54 et le conduit 55 dans le cylindre à huile 56, qui communique avec le cylindre 4 au moyen d'un conduit 57, prévu à l'extrémité inférieure et muni d'un robinet 58.
Un second conduit de communication 59 prévu entre le cylindre à huile et le cylindre 4 contient une soupape de retenue 60.
Lors de la course de montée du piston 6, l'huile passe du cylindre 56 exclusivement par le conduit 57 et le robinet 58 au cylindre 4. Le robinet 58 sert à régler la section du conduit 57 et par conséquent la vitesse du mouvement de montée du piston 6.
Pour gagner du temps, il est recommandable de faire effectuer la course de retour de la tige 6 à plus grande vitesse que la course de montée. Pour obtenir ce résultat, on a prévu une soupape de retenue 60, qui ne laisse passer le liquide que dans le sens du cylindre 4 au cylindre à huile 56 ; cettesoupape de retenue a une section relativement grande, de sorte que le li-
EMI7.1
l 2 9 quide peut s'échapper rapidement du cylindre 4/At quo le liquide r , 1 I peut s'ooho.ppor rapidement du et que par suite la tige de piston 6 peut s'abaisser rapidement avec le moule de coulée, car le liquide revient non seulement par le conduit 57, mais aussi par la soupape de retenue au cylindre 56.
On explique ci-après le fonctionnement du dispositif:
On suppose que les pièces se trouvent dans la position représentée dans la fig. 1, dans laquelle le récipient de coulée peut être rempli'de nouvelle matière, qui est introduite à sa partiè supérieure. En actionnant le robinet 24, la soupape 49
<Desc/Clms Page number 8>
(fig.4) est ouverte et de l'air comprimé passe du conduit 21 par la soupape de retenue 22 qui s'ouvre maintenant, le conduit 23, la soupape 49 (par l'ouverture 53) et l'alésage 54 dans le conduit 55. Le canal 68, qui reste ouvert au début quand on appuie sur le robinet 24, est fermé quand on a appuyé à fond sur le robinet.
De la pression est maintenant exercée sur l'huile contenue dans le cylindre 56 et un mouvement de montée est imprimé au piston 5 dans le cylindre 4 ; lemoule de coulée 1 est entraîné dans ce mouvement. Le récipient de coulée 9 s'applique alors par son dessus conique en se raccordant étroitement dans l'évidement conique 38 ménagé dans l'appendice inférieur 32 de la boite de soupape 19. L'anneau 33 ou autre organe élastique se trouvant entre l'appendice inférieur 32 et la boite de soupape 19 est un peu comprimé par la pression du piston 5;
en conséquence, la soupape 25 (fig. 3) est soulevée de son siège 28, de sorte que l'air peut passer du conduit 21 par l'alésage 31 dans la boite de soupape, puis devant la soupape soulevée et par les alésàges 26 et 35 ainsi que 36 et 37, dans le récipient de coulée. Il se produit par suite dans ce dernier, au-dessus du niveau de la matière fondue, une surpression par laquelle la matière est injectée avec force dans le moule de coulée 1 se trouvant sous le récipient de coulée 9.
Entre deux périodes de coulée ou périodes d'injection successives, il y a dans le récipient de coulée 9, au-dessus du niveau du liquide, un vide partiel, par suite de la communication avec le récipient à vide 41, dans lequel le vide est fait constmment par la pompe pneumatique 43. Le vide maintenu de cette manière dans le récipient de coulée est réglé de façon à empêcher que la matière fondue sorte du récipient de coulée.
Cette matière est maintenue en équilibre par la dépression régnant dans le récipient d'une part et par la pression de l'atmosphère d'autre part. chaque coulée, la quantité de la matière fondue se trou-
<Desc/Clms Page number 9>
vant dans le récipient est diminuée au maximum de 10 % et, après chaque coulée, ce volume est ramené à sa valeur originelle en faisant le plein avec des petits morceaux de métal ou une matière analogue. La variation que subit à chaque fois le niveau du métal en fusion dans le récipient 9 n'est en conséquence pas grande; il n'est pas nécessaire d'augmenter la dépression ou vide après chaque coulée et en conséquence, il n'est pas refoulé d'air par l'ouverture 8 à travers le métal en fusion dans le récipient de coulée.
La soupape de retenue 44 montée dans le conduit 40 empêche que 'l'air comprimé qui est amené lorsque la soupape 19 est ouverte, se propage jusqu'au récipient 41. Dès que la surpression est disparue du récipient de coulée et que celui-ci s'applique de nouveau contre la boite de soupape 19, le vide peut de nouveau se propager par la soupape 44 jusque dans le récipient de coulée.
Apres chaque coulée par injection, le robinet 24 est relâché, ce qui fait que l'air comprimé arrivant des conduits 23 et 21 est coupé et que cet air comprimé peut s'échapper du conduit 55 par le canal 68. En conséquence, le moule de coulée s'abaisse et le récipient de coulée laisse la soupape 25 revenir sur son siège, de sorte que l'arrivée d'air comprimé au récipient de coulée est aussi coupée.
Après une ou plusieurs coulées par injection,'il faut remplir le récipient de coulée de matière, qui est fondue dans ce récipient de coulée à l'aide du dispositif de chauffage électrique 10. Lorsqu'il faut remplir le récipient de coulée, il est ramené à la position représentée dans la fig. 1, dans laquelle il repose sur les appendices 17 prévus sur les montants 2. Le bord supérieur du récipient de coulée est maintenant écarté de l'ajutage 36 dans une mesure telle que la matière peut être introduite facilement à la main dans le récipient, dans lèquel elle est fondue par l'élément de chauffage 10.
<Desc/Clms Page number 10>
Le mouvement du récipient de coulée de la position représentée à la position de remplissage peut aussi se faire à l'aide des poignées 18.
Avant que l'air comprimé soit admis dans le récipient 9, étant donné que la soupape 27 (fig. 3) est fermée et que la soupape de retenue 44 est ouverte, ce qui établit une communication avec le récipient 41, il règne dans le récipient une dépression qui a pour effet que la matière liquide se trouvant dans le récipient de coulée 9 est empêchée de s'écouler hors du récipient de coulée à travers 1'ouverture 8. Il est évident qu'il faut tenir compte en ce faisant de la quantité de matière contenue dans le récipient de coulée, du poids spécifique, etc...
La fig. 2 représente le dispositif selon la fig. 1 dans la position voulue pour la coulée par injection. Pour cela, de l'air comprimé est amené du conduit 21 au récipient de coulée, ce qui fait que la matière fondue est refoulée avec force du récipient de coulée dans la moule de coulée par injection ; ce moule est ensuite descendu pour enlever l'objet moulé. Pendant la période au cours de laquelle la moule de coulée 1 ne s'applique pas contre le dessous du récipient de coulée 9, la matière de coulée est empêchée par la dépression régnant dans le récipient de couler à l'extérieur à travers l'ouverture 8.
La fig. 5 représente une variante de réalisation. Dans la forme d'exécution représentée dans cette figure, le remplissage du récipient de coulée s'effectue d'une autre façon, à savoir en utilisant la dépression régnant dans le récipient de coulée,dans la chambre 41 et les canaux 40 et 42. A cette fin, dans la construction selon la fig. 5, il est prévu un récipient de fusion 61, qui est représenté à plus grande échelle dans la fig. 6 et qui peut coulisser, à l'aide d'un guide non représenté sur le dessin, perpendiculairement au plan du dessin (fig. 5), de sorte qu'il peut être déplacé latéralement hors du trajet du moule de
<Desc/Clms Page number 11>
coulée lorsqu'une coulée ou une série de coulées doit avoir lieu.
Le récipient de fusion est muni d'une buse d'aspiration 62 s'adap- tant autour de l'ajutage 8 du récipient de coulée et à laquelle se raccorde un tube 63 qui descend. jusqu'à une faible distance du fond du récipient de fusion. Le récipient de fusion comporte en outre sur le côté opposé à celui sur lequel se trouve la buse d'aspiration une ouverture de remplissage en forme d'entonnoir 64 par laquelle la matière à fondre est introduite. Le récipient de fusion est en'outre entouré par un élément de chauffage 65 et une enveloppe calorifuge 66.
Etant donné qu'il n'est plus nécessaire, avec cette variante du mode de remplissage du récipient de coulée, de rendre ce dernier accessible sur le dessus pour l'introduction de nouvelle matière, le récipient de coulée n'a plus besoin d'être disposé de façon à pouvoir être déplacé d'une hauteur importante dans le sens vertical.
En outre, la construction peut maintenant être choisie 'de façon que l'espace d'air se trouvant au-dessus'de la matière fondue soit beaucoup plus faible.A cette fin, la partie supérieure du récipient de coulée est établie avec une section intérieure beaucoup plus faible (canal 67),
En considération de l'ajutage 8 prévu à l'extrémité inférieure du récipient de coulée, il faut que le récipient de fusion 61 ou tout au moins une partie de ce récipient subisse outre un déplacement latéral également un déplacement dans le sens vertical, afin que l'ouverture d'aspiration se raccorde de façon étanche à l'ajutage d'injection 8.
Le fonctionnement du dispositif représenté dans la fig. 5 se distingue de celui suivant les fig. 1 et 2 en ce que le récipient de coulée reste à sa position initiale et n'a besoin d'être soulevé par le moule de coulée déplacé de bas en haut que d'une très faible hauteur pour l'ouverture de la soupape 19 En outre, à chaque fois entre deux coulées ou séries de coulées (selon la
<Desc/Clms Page number 12>
quantité de matière injectée à chaque coulée ou le contenu du récipient de coulée), le récipient de fusion 61 est déplacé sous le récipient de coulée et, lorsque cela est nécessaire, en augmentant le vide régnant dans le récipient de coulée, une certaine quantité de matière fondue est aspirée par le vide dans le récipient de coulée.
Le vide est ensuite ramené, si nécessaire, à une valeur suffisante pour empêcher que la matière fondue s'écoule hors du récipient de couléè et le récipient de fusion est écarté latéralement, après quoi le moule de coulée est amené de la manière sus-décrite sous le récipient de coulée et la matière peut être injectée dans le moule de coulée.
Comme on l'a déjà fait observer ci-dessus, le réglage du vide engendré dans le récipient 41 et en conséquence dans le récipient de coulée également peut se faire en réglant la vis de réglage 47.
Résumé.
1. Procédé de fabrication d'objets suivant le procédé de coulée par injection, caractérisé par les particularités suivantes, considérées séparément ou en combinaison: a) Pendant le temps durant lequel il n'est pas effectué de coulée, le récipient de coulée est mis en communication avec une chambre dans laquelle il règne une dépression telle que la matière liquide n'en sort pas. b) Au cas où le moule est déplacé vers le récipient de coulée avant chaque coulée par injection, dès que le moule et le récipient de coulée se raccordent de façon étanche l'un à l'autre, le vide peut être supprimé dans le récipient de coulée et de l'air comprime est admis dans ce dernier. c) La dépression qui règne dans le récipient de coulée est utilisée pour le remplissage de ce récipient avec de la matière de coulée fondue.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.