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BREVET D'INVENTION DE VINGT ANS " MACHINE POUR LE MOULAGE SOUS PRESSION DES METAUX FERREUX "
La présente invention a pour objet une machine pour le moulage sous pression des métaux ferreux et autres métaux ou alliages à point de fusion élevé;
Dans les machines à mouler sous pression les métaux à point de fusion élevé, un problème technique dont la résolution a jusqu'ici donné lieu à des difficultés sérieuses consiste dans le transport du métal fondu, depuis le four de fusion jusqu'à l'enceinte ou chambre de pression à partir de laquelle a lieu
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le refoulement dans les moules.
Pendant ce transport, il faut, en effet, que le métal fondu conserve la température élevée qui convient au moulage, Cette condition exclut les canalisations longues entre le four de fusion et la chambre de pression. Par ailleurs, si on utilise une chambre de pression qui peut être déplacée entre le four de fusion et les moules distants, la cadence des opérations de moulage dans les machines automatiques n'est nécessairement pas très rapide.
La machine selon l'invention apporte une solution simple et avantageuse au problème technique énoncé ci-dessus, sans donner lieu aux inconvénients mentionnés.
Elle se caractérise principalement en ce que la chambre de pression est constituée par un cylindre à axe disposé horizontalement et placé à demeure au-dessous d'un four ou chambre de fusion dont elle peut être très rapprochée, la dite chambre comportant deux fonds constitués par des pistons dont les déplacements : - d'abord synchronisés, assurent le transport d'une charge de métal fondu jusqu'au moule amené par un ensemble mobile, - puis différentiels, assurent le refoulement de la charge dans le moule.
Dans une forme de réalisation d'une machine qui met en oeuvre cette caractéristique de principe, les points remarquables ci-après sont simultanément appliqués : a) Le four de fusion comporte une chambre étanche à l'atmosphère avec cuve de graphite, chauffée électriquement, qui communique avec un tube de descente dans la chambre de pression, par l'intermédiaire d'une cavité dont le volume réglable détermine l'importance de la charge à introduire dans la chambre de pression. b) La communication entre la cavité à volume réglable et la cuve de graphite d'une part, et le tube de descente d'autre part, est contrôlée par deux clapets, en matière réfractaire ainsi que leurs sièges, et manoeuvrés de l'extérieur.
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c) Le tube de descente est mobile axialement par rap- port à la chambre de pression.
d) La chambre de pression en matière réfractaire et, s'il y a lieu, réchauffée électriquement, est contenue dans une enceinte étanche avec laquelle elle communique par son orifice de chargement, un vide pouvant être produit dans la dite enceinte. e) La chambre de pression est supportée de façon à poli- voir tourner autour d'un axe théorique confondu avec celui du tube de descente de façon à pouvoir être amenée à volonté en ligne avec l'un des ensembles porte-moules répartis en étoile. f) Le fond ou piston antérieur de la chambre de pression appartient à chacun des ensembles porte-moules et n'est intro- duit dans la dite chambre que lorsque celle-ci doit recevoir une charge de métal fondu.
g) Les pistons qui constituent les fonds mobiles de la chambre de pression, sont pourvus de lumières périphériques et de moyens pour refouler, à travers ces lumières, un lubrifiant réfractaire tel que le graphite en.poudre, en vue d'empêcher les infiltrations de métal et les grippages qui pourraient en résulter.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple seule- ment, une forme d'exécution d'une machine à @mouler faisant ap- plication simultanée de tous les points caractéristiques ci- dessus;
La figure 1 est une vue en élévation d'ensemble du four de fusion et de la chambre de pression.
La figure 2 est une élévation de la partie postérieure de l'un des ensembles porte-moules;
La figure 3 montre en élévation la partie antérieure de l'un des ensembles porte-moules amené près de l'extrémité correspondante de la chambre de pression;
La figure 4 est une coupe axiale d'ensemble du four de fusion:
La figure 5 est une coupe axiale, suivant le plan de
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coupe de la figure 4, de la chambre de pression et de ses annexes.
La figure 6 est une coupe partielle de la chambre de pression et d'unporte-moules dans l'une des phases du moulage.
La figure 7 est une vue similaire à la figure 6 pour une autre phase du moulage.
La figure 8 est une vue en coupe partielle d'un portemoules au moment du démoulage.
La figure 9 est une coupe axiale de la chambre de pression, après une opération de moulage.
Les figures 10 et 11 sont des coupes partielles du four de fusion montrant le dosage d'une charge de métal à introduire dans la chambre de pression.
La figure 12 est une vue en bout, par l'arrière, de la chambre de fusion.
La figure 13 est une coupe axiale de l'un des pistons de la chambre de pression.
La figure 14 est une vue en plan montrant la disposition en étoile des ensembles porte-moules, autour du four de fusion et de la chambre de pression.
Conformément à la caractéristique principale de l'invention, la chambre de pression, à axe horizontal est disposée au-dessous du four de fusion qui l'alimente par un tube de descente. Dans la réalisation spécialement envisagée, la chambre de pression peut tourner autour de l'axe du tube de descente pour se placer en ligne avec l'un des ensembles portemoules répartis en étoile comme montré par la figure 14 .
Le four de fusion (figure 4) comporte une cuve 1, en graphite, chauffée électriquement, et par exemple par induction, au moyen de conducteurs 2 disposés dans une garniture réfractaire à l'intérieur d'une enceinte également réfractaire 3 maintenue entre deux fonds 4 et 5, dans une enveloppe métallique avec garniture calorifuge 6 . Une paroi réfractaire 7 ferme immédiatement ia partie supérieure de la cuve 1, et
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permet d'y introduire le métal à fondre par une goulotte 8 fermée par un bouchon 9, pour éviter toute atmosphère oxydante au-dessus de la masse en fusion;
La cuve 1 présente une cavité 10, ou chambre de dosage, à sa partie inférieure.
La communication entre cette chambre et la masse en fusion a lieu sous le contrôle d'un clapet 11 constitué par une tige en matière réfractaire, manoeuvrée de l'extérieur par tout dispositif approprié 12 et dont l'extrémité inférieure peut appuyer sur un siège réfractaire, à base d'oxyde de bérylium par exemple. A sa partie inférieure, la chambre 10 comporte un siège réfractaire 13 pour un second clapet 14, qui s'ajuste dans un manchon 15 mobile axialement dans un conduit 16 de la cuve 1 au moyen de tout dispositif approprié 17 . Le siège 13 se prolonge par un tube réfractaire 18 coaxial à un tube de descente 19 de plus grand diamètre guidé dans une garniture 20 disposée dans une enveloppe métallique 21 qui forme presse-étoupe autour d'un manchon réfractaire 22 à enveloppe métallique 23 fixée rigidement au fond de l'enceinte qui renferme la cuve 1.
Le manchon se raccorde de façon étanche avec une pièce 24 qui maintient le tube 18 par son embase 18a . Ce montage n'est indiqué qu'à titre d'exemple, on peut lui substituer toute autre disposition propre à assurer l'étanchéité par rapport à l'atmosphère, et à permettre à la partie 21 de tourner en entraînant avec elle le tube de descente 19. Celui-ci comporte une denture rectiligne ou crémaillère 25 engrenée avec un pignon 26, manoeuvré de l'extérieur pour déplacer longitudinalement le tube 19.
L'enveloppe métallique 21 est raccordée en 22a à une enveloppe 27 prévue à la partie supérieure d'un bâti ou socle 28 (figure 5) tourillonné sur un pivot 29 ancré au sol en 30 .
Dans l'enveloppe 27 est disposée, avec son axe horizontal situé dans le plan de l'axe du tube de descente, la chambre de pression 31 constituée par exemple, par un cylindre réfractaire fait de quartz et d'oxyde de bérylium compressés. Ce cylindre est entouré
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de résistances électriques 32 de réchauffage et de parois réfractaires, avec manchons métalliques de renforcement 33 et 34, maintenus entre deux fonds 35 qui sont bloqués par des flasques métalliques extrêmes 36 et 36a goujonnés sur un tambour métallique 37.
Le flasque 36 se centre sur un cylindre d'acier réfractaire 38 dont l'alésage interne prolonge exactement la chambre de pression 31 et qui est soutenu et fixé dans un presse- étoupe 39, de toute disposition appropriée, prévu sur un fond 40 fixé à sa périphérie sur l'enceinte 27 de façon étanche.
Un second fond 40a ferme l'enceinte 27 à son autre extrémité et comporte aussi un presse-étoupe 39a pour une tige 41. Le flasque 36 se centre sur la partie 42 de ce presse-étoupe.
Des ressorts 43 sont prévus pour rappeler constamment l'une contre l'autre les surfaces adjacentes de la chambre 31 et du fond 40 .
L'enceinte 27 parfaitement isolée de l'atmosphère, peut être mise en liaison avec une source de vide. Elle comporte une goulotte inférieure 44, normalement obturée en 45 dans un but qui sera exposé plus loin.
La chambre 31 est perforée latéralement ainsi que toute la garniture qui l'entoure de façon à communiquer avec la cavité interne de l'enceinte 27 . La perforation réalisée permet le passage de l'extrémité inférieure du tube de descente 19 qui peut être abaissé ou remonté au moyen du pignon 26 comme indi- qué.
Le pivot 29 supporte et centre l'ensemble qu'on vient de décrire par une portée supérieure 46 et une bague inférieure 47 . Une vis sans fin 48 est tourillonnée sur la partie 28 et peut, par exemple, être entraînée constamment en rotation par un moteur électrique; elle est en prise avec une roue tangente qui tourne normalement folle sur une portée 49a du pivot 29 mais peut être immobilisée sur ce dernier par un frein à segments 49 à commande électro-magnétique 50;Cette disposition permet :
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- soit de faire tourner librement, à la main, l'ensemble mobile autour du pivot, - soit de le faire tourner automatiquement, à commande démultipliée en faisant intervenir le frein électro-magnétique.
Le graissage des surfaces frottantes de cette disposition pivotante est, de préférence, effectué par une pompe, non représentée, l'excès d'huile étant recueilli en 28a (figure 5).
La tige est reliée à un vérin hydraulique, à pistons télescopiques 51, de toute disposition appropriée, fixé sur un bras 52 qui prolonge le bâti de l'ensemble mobile et dont l'alimentation en eau sous pression a lieu par exemple sous le contrôle d'un jeu de robinets 53, disposés dans le pivot 29 et commandés de préférence électriquement au moyen de manettes ou de volants groupés en 54 (figure 1). Le détail de ces moyens de contrôle n'importe pas par lui-même à l'invention ; il est à la portée immédiate du technicien de les agencer au mieux.
L'extrémité antérieure de la tige 41 porte un piston 55 ,engagé dans l'alésage de la chambre 32 , Ce. piston est montré en coupe à la figure 13 , Il comporte un manchon d'acier 56 pourvu d'une tête creuse 57, entre une embase 58 de laquelle et une bague 59 bloquée par des écrous 60 vissés en 60a, sont maintenus des segments 61 entaillés de façon à ménager des lumières qui débouchent extérieurement et communiquent avec la cavité centrale de la tête 58 , La tige 41 s'engage dans le manchon 56 par rapport auquel elle peut coulisser sans tourner grâce à la clavette 62 ou autre disposition équivalente.
Elle est alésée et taraudée pour recevoir le filetage réversible 63 de la tige 64 d'une vis d'Archimède 65 butée à son extrémité sur un pivot 66 de la tête 58 . La cavité interne de cette dernière étant remplie de graphite, lorsque la tige 41 agit en poussée sur le piston, elle imprime un certain déplacement angulaire à la vis 65 qui agit pour refouler la poudre de graphite à travers les lumières des segments 61.
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Une garniture réfractaire 67 est rapportée à l'extrémité du piston pour la soustraire au contact direct du métal en fusion introduit dans la chambre de pression 31, comme il sera expliqué plus loin.
Comme montré par la figure 14, un certain nombre (huit dans l'exemple représenté) d'ensembles porte-moules 68 sont répartis en étoile autour de la chambre de pression. Celle-ci, par rotation autour de son pivot 29, peut être amenée à volonté, et immobilisée comme expliqué plus haut, devant l'un quelconque de ces ensembles 68, de façon que les axes théoriques de la chambre de pression 31 et l'axe d'une tige 69 (figure 5) soient en coincidence.
Chacun des ensembles 68 comporte un bâti 70 (figure 8 ) monté sur des glissières 71 de façon à pouvoir être déplacé par rapport à la chambre de pression. Ses déplacements sont assurés (figure 2) par une tige 72 mue par un vérin 73 porté par un bâti fixe 74 sur lequel sont prévues les diverses manettes de contrôle telles que 75, ce contrôle ayant lieu par dispositifs électriques ou électro-magnétiques appropriés. Une tête 76 (figure 8) fixée sur le bâti 70 et mobile avec lui, porte une des parties 77 d'un moule, l'autre partie 77a étant fixée sur un support 78 porté par des tiges 79 guidées dans des glissières de la tête 76 et commandées par des vérins 80 du bâti fixe 74 (figure 2).
Les parties de moule 77 et 77a sont perforées centralement pour le passage d'un piston 55a exactement semblable au piston 55 et porté par la tige 69 actionnée par un vérin également disposé sur le bâti 74, la tige 69 traversant axialement la tige 72 .
Le fonctionnement de la machine ainsi décrite dans ses éléments principaux, est le suivant :
Le bâti pivotant 28 est orienté autour de son pivot 29 de façon à être placé sur le même axe que l'un des
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ensembles 74, dont les parties de moule 77 et 77a ont été rapprochées par déplacement des tiges 79 . En agissant sur les commandes appropriées, la tige 72 est déplacée vers l'avant jusqu'à ce que l'extrémité antérieure du cylindre 38 soit appliquée sur la portée correspondante 81 de la partie de moule 77a.
Le contact étanche est assuré par la réaction des ressorts 82 qui sont comprimés par la poussée exercée par la tige 72 Les ressorts 82 interposés entre la partie de presse-étoupe 39 et le flasque 40 sont d'ailleurs assistés par les ressorts 43 , comme montré par la figure 5 :De plus, les ressorts 82 agissent pour éviter le contact permanent entre le cylindre d'acier 38 et la chambre 31 et faciliter le refroidissement du dit cylindre, entre deux opérations de moulage.
Le piston 55 est amené dans la chambre 31 et immobilisé dans la position montrée à la figure 5, en dégageant l'entrée 84 : Le piston 55a est amené dans la position également montrée à la figure 5, la chambre 31 étant ainsi obturée à ses deux extrémités.
On abaisse alors le tube 19 pour en engager l'extrémité dans la chambre. 31 et le clapet 14 (figure 10) étant appliqué sur son siège 13, le clapet 11 est soulevé. La chambre 10 se remplit de métal en fusion, son volume réglé préalablement par la position du manchon 16, correspondant à celui d'une charge à admettre dans la chambre 31.
Le clapet Il est fermé et le clapet 14 ouvert (figure 4). Le métal s'écoule dans la chambre 31 sans contact avec l'atmosphère externe oxydante, et sans pertes de calories appréciables; Il est d'ailleurs maintenu à la température optimum dans la chambre 31 chauffée, et où il se dégaze par action du vide dans l'enceinte 27, comme déjà expliqué.
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La charge de métal 85 ne remplit pas toute la capa.cité de la chambre 31, comme montré figure 6 . Les deux pistons¯ 55 et 55a sont alors déplacés à la même vitesse, après relevage du tube de descente 19, et effectuent le transport de la charge 85 dans le cylindre d'acier 38 (figure 6). Le piston 55a est stoppé dans la position de la figure 7 et le piston 55 est poussé pour refouler le métal dans les cavités du moule, la fin de l'opération de moulage étant montrée à la figure 7 .
Le piston 55 est alors ramené à fond de course arrière.
Au cours de son passage dans la chambre 31, l'excès de graphite laissé pendant la course précédente sur les parois de cette chambre est raclé et tombe dans l'ouverture prévue en 86 pour s'amasser dans la goulotte 44 d'où il peut être périodiquement extrait.
Le bâti 70 est alors ramené à sa position initiale.
Pendant la prise du métal qui vient d'être injecté dans le moule, le bâti 28 est orienté pour se déplacer en ligne avec l'ensemble 68 suivant, et les opérations qu'on vient de décrire sont répétées dans le même ordre.
Pour le démoulage, les tiges 79 sont déplacées vers l'avant et le piston 55a est utilisé comme éjecteur pour dégager la pièce moulée 87 (figure 8).
On peut, par les moyens décrits, obtenir une cadence de moulage sensiblement accélérée par rapport aux machines connues.
Pour des productions réduites, on peut ne prévoir qu'un seul ensemble porte-moules, et supprimer le montage pivotant de la chambre de pression.
La machine qu'on vient de décrire au point de vue organique et fonctionnel, peut être complétée par le dispositif de sécurité ci-après.
Si, pour une cause quelconque, les clapets 11 et 14 (figure 14) ne peuvent pas être appliqués sur leurs sièges,
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la cuve 1 se vide de son contenu dans la chambre 31. Celle-ci se remplit et le métal fondu s'élève dans l'espace compris entre la paroi de l'ouverture 84 et la buse réfractaire 19a du tube de descente 19 .Dès que le métal a touché les conducteurs 88, un circuit est fermé qui a pour effet d'exciter un servo-moteur d'admission de la pression au vérin pour rappeler le piston 55 en arrière; La chambre 31 se vide par l'espace 86 et le métal parvient à l'extrémité de la goulotte 49 dont il fond l'obturateur 45 . Le métal s'écoule alors à l'extérieur.
On évite ainsi que la partie de la machine montrée par la figure 5, ne soit mise hors d'usager
L'exemple de réalisation qu'on vient de décrire donne une idée exacte de l'invention et de sa portée, Mais les dispositifs décrits peuvent être modifiés sans sortir du cadre de l'invention définie, par ses caractéristiques de principe, dans l'introduction à la présente description.
REVENDICATIONS
1 - Machine pour le moulage sous pression des métaux à point de fusion élevé, et en particulier des métaux ferreux, ca- ractérisée en ce que la chambre de. pression est constituée par un cylindre à àxe disposé horizontalement et placé à demeure audessous d'un four ou chambre de fusion dont elle peut être très rapprochée, la dite chambre comportant deux fonds constitués par des pistons dont les déplacements : - d'abord synchronisés; assurent le transport d'une charge de métal fondu jusqu'au moule amené par un,ensemble mobile, - puis différentiels, assurent le refoulement de la charge dans le moule.
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TWENTY-YEAR INVENTION PATENT "MACHINE FOR PRESSURE CASTING OF FERROUS METALS"
The present invention relates to a machine for the die-casting of ferrous metals and other metals or alloys with a high melting point;
In high-melting point metal die-casting machines, a technical problem the resolution of which has heretofore given rise to serious difficulties is the transport of the molten metal from the melting furnace to the enclosure. or pressure chamber from which takes place
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repression in the molds.
During this transport, it is necessary, in fact, for the molten metal to maintain the high temperature suitable for molding. This condition excludes long pipes between the melting furnace and the pressure chamber. On the other hand, if a pressure chamber is used which can be moved between the melting furnace and the remote molds, the rate of the molding operations in the automatic machines is not necessarily very fast.
The machine according to the invention provides a simple and advantageous solution to the technical problem stated above, without giving rise to the mentioned drawbacks.
It is characterized mainly in that the pressure chamber is constituted by a cylinder with an axis arranged horizontally and permanently placed below a furnace or melting chamber which it can be very close to, the said chamber comprising two bottoms formed by pistons whose movements: - first synchronized, ensure the transport of a load of molten metal to the mold supplied by a mobile assembly, - then differentials, ensure the discharge of the load in the mold.
In one embodiment of a machine which implements this characteristic in principle, the following noteworthy points are simultaneously applied: a) The melting furnace comprises an atmosphere-tight chamber with an electrically heated graphite tank, which communicates with a down tube in the pressure chamber, via a cavity whose adjustable volume determines the size of the load to be introduced into the pressure chamber. b) The communication between the adjustable volume cavity and the graphite tank on the one hand, and the down tube on the other hand, is controlled by two valves, made of refractory material and their seats, and operated from the outside .
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c) The down tube is axially movable relative to the pressure chamber.
d) The pressure chamber made of refractory material and, if necessary, electrically heated, is contained in a sealed chamber with which it communicates through its charging port, a vacuum being able to be produced in said chamber. e) The pressure chamber is supported in such a way as to allow it to rotate around a theoretical axis coincident with that of the down tube so that it can be brought into line at will with one of the star-shaped mold-holder assemblies. . f) The front bottom or piston of the pressure chamber belongs to each of the mold-holder assemblies and is only introduced into said chamber when the latter is to receive a charge of molten metal.
g) The pistons which constitute the movable bottoms of the pressure chamber are provided with peripheral openings and means for discharging, through these openings, a refractory lubricant such as powdered graphite, in order to prevent the infiltration of metal and any resulting seizures.
The accompanying drawing shows, by way of example only, an embodiment of a molding machine making simultaneous application of all of the above characteristic points;
Figure 1 is an overall elevational view of the melting furnace and the pressure chamber.
Figure 2 is a rear elevation of one of the mold holder assemblies;
Figure 3 shows in elevation the anterior part of one of the mold holder assemblies brought near the corresponding end of the pressure chamber;
Figure 4 is an overall axial section of the melting furnace:
Figure 5 is an axial section, along the plane of
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section of FIG. 4, of the pressure chamber and its annexes.
FIG. 6 is a partial section of the pressure chamber and of a mold holder in one of the stages of molding.
FIG. 7 is a view similar to FIG. 6 for another phase of the molding.
Figure 8 is a partial sectional view of a mold holder at the time of demolding.
Figure 9 is an axial section of the pressure chamber, after a molding operation.
Figures 10 and 11 are partial sections of the melting furnace showing the dosage of a charge of metal to be introduced into the pressure chamber.
Figure 12 is an end view, from the rear, of the fusion chamber.
Figure 13 is an axial section of one of the pistons of the pressure chamber.
Fig. 14 is a plan view showing the star arrangement of the mold holder assemblies around the melting furnace and the pressure chamber.
According to the main characteristic of the invention, the pressure chamber, with a horizontal axis, is arranged below the melting furnace which feeds it via a down tube. In the specially envisioned embodiment, the pressure chamber can rotate around the axis of the down tube to be placed in line with one of the star shaped mold holder assemblies as shown in Figure 14.
The melting furnace (FIG. 4) comprises a tank 1, made of graphite, heated electrically, and for example by induction, by means of conductors 2 arranged in a refractory lining inside an equally refractory enclosure 3 held between two bases 4 and 5, in a metal enclosure with heat-insulating lining 6. A refractory wall 7 immediately closes the upper part of the vessel 1, and
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allows the metal to be melted to be introduced therein through a chute 8 closed by a plug 9, to avoid any oxidizing atmosphere above the molten mass;
The tank 1 has a cavity 10, or metering chamber, at its lower part.
Communication between this chamber and the molten mass takes place under the control of a valve 11 constituted by a rod of refractory material, operated from the outside by any suitable device 12 and the lower end of which can press on a refractory seat. , based on berylium oxide for example. At its lower part, the chamber 10 comprises a refractory seat 13 for a second valve 14, which fits into a sleeve 15 movable axially in a duct 16 of the tank 1 by means of any suitable device 17. The seat 13 is extended by a refractory tube 18 coaxial with a drop tube 19 of larger diameter guided in a gasket 20 arranged in a metal casing 21 which forms a gland around a refractory sleeve 22 with a metal casing 23 rigidly fixed at the bottom of the enclosure which contains the tank 1.
The sleeve is connected in a sealed manner with a part 24 which maintains the tube 18 by its base 18a. This assembly is only indicated by way of example, we can substitute any other arrangement suitable for ensuring the tightness with respect to the atmosphere, and to allow the part 21 to rotate while driving with it the tube. descent 19. The latter comprises a rectilinear toothing or rack 25 meshing with a pinion 26, operated from the outside to move the tube 19 longitudinally.
The metal casing 21 is connected at 22a to a casing 27 provided at the upper part of a frame or base 28 (FIG. 5) journalled on a pivot 29 anchored to the ground at 30.
In the casing 27 is arranged, with its horizontal axis located in the plane of the axis of the down tube, the pressure chamber 31 constituted, for example, by a refractory cylinder made of compressed quartz and berylium oxide. This cylinder is surrounded
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electric heating resistors 32 and refractory walls, with metal reinforcing sleeves 33 and 34, held between two bases 35 which are blocked by end metal flanges 36 and 36a pinned to a metal drum 37.
The flange 36 is centered on a refractory steel cylinder 38 whose internal bore exactly extends the pressure chamber 31 and which is supported and fixed in a gland 39, of any suitable arrangement, provided on a bottom 40 fixed to its periphery on the enclosure 27 in a sealed manner.
A second bottom 40a closes the enclosure 27 at its other end and also comprises a stuffing box 39a for a rod 41. The flange 36 is centered on the part 42 of this stuffing box.
Springs 43 are provided to constantly urge against one another the adjacent surfaces of the chamber 31 and of the bottom 40.
The enclosure 27, perfectly isolated from the atmosphere, can be connected to a vacuum source. It comprises a lower chute 44, normally closed at 45 for a purpose which will be explained below.
The chamber 31 is perforated laterally as well as all the lining which surrounds it so as to communicate with the internal cavity of the enclosure 27. The perforation made allows the passage of the lower end of the down tube 19 which can be lowered or raised by means of the pinion 26 as indicated.
The pivot 29 supports and centers the assembly just described by an upper bearing 46 and a lower ring 47. A worm 48 is journaled on the part 28 and can, for example, be constantly driven in rotation by an electric motor; it is engaged with a tangent wheel which normally turns idle on a bearing surface 49a of the pivot 29 but can be immobilized on the latter by a segment brake 49 with electromagnetic control 50; This arrangement allows:
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- either to rotate freely, by hand, the movable assembly around the pivot, - or to make it rotate automatically, with geared control by using the electromagnetic brake.
Lubrication of the friction surfaces of this pivoting arrangement is preferably carried out by a pump, not shown, the excess oil being collected at 28a (FIG. 5).
The rod is connected to a hydraulic cylinder, with telescopic pistons 51, of any suitable arrangement, fixed to an arm 52 which extends the frame of the mobile assembly and whose pressurized water supply takes place for example under the control of 'a set of valves 53, arranged in the pivot 29 and preferably controlled electrically by means of levers or handwheels grouped at 54 (Figure 1). The detail of these control means does not in itself matter to the invention; it is within the immediate reach of the technician to arrange them as well as possible.
The front end of the rod 41 carries a piston 55, engaged in the bore of the chamber 32, Ce. piston is shown in section in Figure 13, It comprises a steel sleeve 56 provided with a hollow head 57, between a base 58 of which and a ring 59 blocked by nuts 60 screwed at 60a, are held segments 61 notched so as to provide openings which open out on the outside and communicate with the central cavity of the head 58, the rod 41 engages in the sleeve 56 relative to which it can slide without turning thanks to the key 62 or other equivalent arrangement.
It is bored and tapped to receive the reversible thread 63 of the rod 64 of an Archimedean screw 65 abutting at its end on a pivot 66 of the head 58. The internal cavity of the latter being filled with graphite, when the rod 41 acts in thrust on the piston, it imparts a certain angular displacement to the screw 65 which acts to force the graphite powder through the openings of the segments 61.
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A refractory lining 67 is attached to the end of the piston in order to remove it from direct contact with the molten metal introduced into the pressure chamber 31, as will be explained below.
As shown in Fig. 14, a number (eight in the example shown) of mold holder assemblies 68 are distributed in a star pattern around the pressure chamber. The latter, by rotation around its pivot 29, can be brought at will, and immobilized as explained above, in front of any one of these assemblies 68, so that the theoretical axes of the pressure chamber 31 and the axis of a rod 69 (Figure 5) are coincident.
Each of the assemblies 68 comprises a frame 70 (FIG. 8) mounted on slides 71 so as to be able to be moved relative to the pressure chamber. Its movements are ensured (Figure 2) by a rod 72 driven by a jack 73 carried by a fixed frame 74 on which are provided the various control levers such as 75, this control taking place by appropriate electrical or electromagnetic devices. A head 76 (FIG. 8) fixed to the frame 70 and movable with it, carries one of the parts 77 of a mold, the other part 77a being fixed to a support 78 carried by rods 79 guided in slides of the head. 76 and controlled by jacks 80 of the fixed frame 74 (Figure 2).
The mold parts 77 and 77a are centrally perforated for the passage of a piston 55a exactly similar to the piston 55 and carried by the rod 69 actuated by a jack also disposed on the frame 74, the rod 69 axially passing through the rod 72.
The operation of the machine thus described in its main elements is as follows:
The pivoting frame 28 is oriented around its pivot 29 so as to be placed on the same axis as one of the
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assemblies 74, the mold parts 77 and 77a of which have been brought together by displacement of the rods 79. By acting on the appropriate controls, the rod 72 is moved forward until the front end of the cylinder 38 is applied to the corresponding seat 81 of the mold part 77a.
The tight contact is ensured by the reaction of the springs 82 which are compressed by the thrust exerted by the rod 72 The springs 82 interposed between the part of the stuffing box 39 and the flange 40 are moreover assisted by the springs 43, as shown. in FIG. 5: In addition, the springs 82 act to prevent permanent contact between the steel cylinder 38 and the chamber 31 and to facilitate the cooling of said cylinder, between two molding operations.
The piston 55 is brought into the chamber 31 and immobilized in the position shown in FIG. 5, by releasing the inlet 84: The piston 55a is brought into the position also shown in FIG. 5, the chamber 31 thus being closed off at its two ends.
The tube 19 is then lowered to engage the end thereof in the chamber. 31 and the valve 14 (FIG. 10) being applied to its seat 13, the valve 11 is raised. The chamber 10 fills with molten metal, its volume previously adjusted by the position of the sleeve 16, corresponding to that of a load to be admitted into the chamber 31.
The valve It is closed and the valve 14 open (Figure 4). The metal flows into the chamber 31 without contact with the external oxidizing atmosphere, and without appreciable loss of calories; It is also maintained at the optimum temperature in the heated chamber 31, and where it degassed by the action of the vacuum in the chamber 27, as already explained.
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The metal charge 85 does not fill the full capacity of the chamber 31, as shown in figure 6. The two pistons ¯ 55 and 55a are then moved at the same speed, after raising the down tube 19, and carry out the transport of the load 85 in the steel cylinder 38 (figure 6). The piston 55a is stopped in the position of Figure 7 and the piston 55 is pushed to force the metal into the mold cavities, the end of the molding operation being shown in Figure 7.
The piston 55 is then brought back to the full rear stroke.
During its passage through chamber 31, the excess graphite left during the preceding stroke on the walls of this chamber is scraped off and falls into the opening provided at 86 to collect in the chute 44 from where it can. be periodically checked out.
The frame 70 is then returned to its initial position.
During the setting of the metal which has just been injected into the mold, the frame 28 is oriented to move in line with the following assembly 68, and the operations which have just been described are repeated in the same order.
For demoulding, the rods 79 are moved forward and the piston 55a is used as an ejector to release the molded part 87 (Figure 8).
It is possible, by the means described, to obtain a molding rate which is appreciably accelerated compared with known machines.
For reduced productions, it is possible to provide only one mold-holder assembly, and to eliminate the pivoting assembly of the pressure chamber.
The machine which has just been described from an organic and functional point of view can be supplemented by the safety device below.
If, for some reason, the valves 11 and 14 (figure 14) cannot be applied to their seats,
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the tank 1 empties of its contents into the chamber 31. The latter fills up and the molten metal rises in the space between the wall of the opening 84 and the refractory nozzle 19a of the down tube 19. that the metal has touched the conductors 88, a circuit is closed which has the effect of exciting a servomotor of admission of the pressure to the jack to return the piston 55 back; The chamber 31 empties through the space 86 and the metal reaches the end of the chute 49, of which it melts the shutter 45. The metal then flows out.
This prevents the part of the machine shown in Figure 5 from being put out of use.
The exemplary embodiment which has just been described gives an exact idea of the invention and of its scope, but the devices described can be modified without departing from the scope of the invention defined, by its characteristics in principle, in introduction to the present description.
CLAIMS
1 - Machine for the die-casting of metals with a high melting point, and in particular of ferrous metals, charac- terized in that the chamber of. pressure is formed by a cylinder with an axis arranged horizontally and permanently placed below a furnace or melting chamber with which it can be very close, said chamber comprising two bottoms formed by pistons whose movements: - firstly synchronized; transport a load of molten metal to the mold brought by a mobile assembly, - then differentials, ensure the discharge of the load in the mold.