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"PROCEDE ET DISPOSITIF DE COULEE SOUS PRESSION DE METAUX SE TROUVANT A UN ETAT DE LIQUIDITE TRES FLUIDE".
On connaît une machine couler sous pression qui permet de couler sous pression du zinc, à un état de liquidité très fluide, à des pressions considérablement plus élevées que ce qui était possible jusqu'à présent au moyen de machines à cou- ler par injection. Le métal liquide est amené du creuset de fusion dans la ohambre de compression non chauffée,en quantités exaotement mesurées,par un piston de déplacement disposé dans un cylindre.(Brevet français N 823817).
De plus,il est connu de soulever du métal liquide,particu- lièrement du magnésium et ses alliages au dessus du bain liquide par un oylindre à piston disposé dans le creuset de fusion, et de le transporter de cette manière dans et par une conduite d'a- menée horizontale vers une chambre de compression non chauffée,
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Pendant ce temps le métal passe de l'état de.liquidité très fluide à l'état de liquidité visqueuse,de sorte qu'il est soumis dans la chambre de compression non chauffée à la coulée sous pres- sion à un état de liquidité visqueuse(Brevet Français N 818897).
Le but formant la base de la présente invention consiste à couler sous pression des métaux,particulièrement du zinc,se trouvant à l'état de liquidité complète("liquidus") ,à une pres- sion plus élevée que ce qui était possible jusqu'à présent au moyen des machines à couler par injection. L'invention part de la ma- chine connue à couler sous pression, mentionnée plus haut,dans laquelle le métal liquide est amené,en quantité exactement dosée, par un dispositif connu dans les machines à couler par injection, et agissant ici comme dispositif transvaseur,dans la chambre de compression non chauffée, en étant immédiatement coulé sous pres- sion, avant d'avoir passé par refroidissement à l'état de liquidité visqueuse.
Suivant l'invention cette combinaison,connue en soi, d'un dispositif transporteur avec une machine à coulée sous pres- sion(chambre de compression non chauffée) est améliorée,ou perfec- tionnée,par le fait,que la liaison entre le dispositif transva- seur(de l'espèce des dispositifs de coulée par injection),brans- portant le métal liquide, avec la chambre de compression non chauf- fée, est maintenue seulement pendant le temps restreint de l'in- troduction du métal dans cette dernière.
Donc ,le procédé de coulée sous pression du métal liquide est réalisé de manière que l'ouver- ture d'une tuyère d'injection,connue dans les machines à couler par injection, du dispositif transvaseur est amenée passagèrement en correspondance ou en communication avec l'ouverture d'introduc- tion de métal dans la chambre de compression non chauffée, et qu'après l'introduction du métal et la fermeture de l'ouverture d' introduction dans la chambre de compression par le piston compres- seur même, ou par d'autres organes obturateurs,la tuyère/ d'in- jection est de nouveau automatiquement retirée.
, Dans les machines à couler par injection il est connu d'amener la tuyère d'injection au canal d'entrée, divisé ou non divisé,d'un moule,seulement pour la durée de l'introduction du métal et de la retirer à nouveau après l'introduction du métal. Cependant avec
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ces dispositifs connue on ne peut atteindre qu'une pression de tout au plus environ 80 à 100 atmosphères* Par contre,on peut pro- duire des pressions oonsidérablement plus élevées avec des machi- nes à couler sous pression.
Mais,alors que dans les machines à couler sous pression le métal était coulé sous pression,jusqu'à présent,seulement à l'état de liquidité visqueuse, on parvient, aveo la machine à couler sous pression suivant l'invention, à cou-
1er sous pression le métal $ liquide à l'état de liquidité complè- te(liquidus) en appliquant les pressions élevées d'une machine à couler sous pression,d'où les propriétés, au point de vue résistance à la flexion au choc,des pièces ooulées finies sont essentiellement améliorées.Par le fait que,suivant l'invention, l'embouchure du dispositif de coulée par injection,faisant dans le présent cas office de dispositif transporteur,
entre en con- tact avec la chambre de compression non chauffée seulement pendant la durée de l'introduction du métal liquide dans cette dernière, on évite une soustraction de chaleur et partant un refroidis- sement de cette embouchure même,d'où le métal liquide ne subit pas de changement dans son état de liquidité compléte(liquidus) pendant son séjour dans le col ou le canal de transport du dispositif de ooulée,par le fait qu'il redescend,âpres l'intro- duction du métal dans la chambre de compression,hors du col ou pa- nal ,ou.de l'embouchure dans une mesure telle que le bain dans le creuset'de fusion le maintient chaud de toute part.
En outre, il est possible,suivant une caractéristique ulté- rieure de l'invention,de maintenir le col ou oanal même respec- tivement l'embouchure même ,du dispositif de transport,par des dis- positifs de chauffage appropriés,toujours à la températurenéces- saire pour conserver l'état de liquidité complète(liquidus).
Le procédé suivant l'invention peut tire exécuté avec em- ploi de toute machine connue à couler sous pression et à couler par injection. Parmi les nombreuses combinaisons.possible$ dans ce cas,il faut cependant donner généralement la préférence à celle, dans laquelle le piston de la chambre de compression,non chauffée,-
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qui peut 'être en supplément artificiellement refroidie ou chauf- fée, suivant la quantité de métal coulé sous pression,- est dis- posé, avec la chambre de compression, coaxialement par rapport au canal d'entrée du moule et par rapport au moule,parce que de cette manière le métal liquide introduit dans la chambre de com- pression peut être introduit dans le moule sur le chemin le plus court sans aucun changement de direction, à l'état liquide (et non pâteux ou visqueux).
Le dispositif transporteur ou transvaseur est construit de manière à éviter pendant le transvasement une grande accéléra- tion du métal liquide,telle qu'elle est désirable-dans les machi- nes à couler par injection,donc de manière à ce qu'il se produi- se seulement un écoulement calme du jet de métal et que par conséquent une dispersion et des chocs du métal sont supprimés dans la chambre de compression non chauffée.
Le procédé suivant la présente invention et des dispositifs convenables pour sa réalisation seront décrits plus en détails à titre d'exemples non limitatifs dans ce qui suit. Au lieu du soulèvement du métal,comme représenté dans les figures des dessins annexés, on peut aussi refouler le métal dans la chambre de com- pression,de la manière connue pour machine à couler par injection, mais seulement avec une faible accélération.
La figure 1 du dessin annexé représente schématiquement une coupe verticale dans un dispositif transporteur,construit à la ma- nière des machines à couler par injection, avec une chambre de com- pression non chauffée y raccordée, au moment du transvasement
La figure 2 représente le même dispositif que la figure I au moment de l'achèvement de la Coulée sous pression.
La figure 3 représente une vue en plan du dispositif suivant la figureI.
La figure 4 représente de même une vue en plan du dispositif suivant la figure 2.
Les figures 5 et 6 représentent des variantes d'exécution du dispositif suivant la prépente invention,partiellement vus en plan et partiellement en coupe horizontale.
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Par 1 est désigné un creuset de fusion,fermé de l'atmos- phère par la plaque de recouvrement 3,pour éviter une oxydation des métaux facilement oxydables,comme l'aluminium,le magnésium.
Par 3 est désigné un cylindre en formede bouteille,avec un piston 4 qui s'y meut en sens alternatif ascendant et descendant .Au cylindre 3 se raccorde,extérieurement au creuset de fusion 1,une tubulure 5 avec une embouchure 6 interchangeable et en cas de besoin chauffable se terminant par une tuyère en forme de calot- te 7.
Le métal entre du creuset de fusion 1 par les ouvertures 8 dans le cylindre ¯3 au dessus du piston 4 et peut être transpor- té et introduit,par un mouvement alternatif ascendant et descen- dant de la tige de piston 11.,respectivement du piston 9,dans le cylindre 10,vers l'embouchure -6 et par l'ouverture 12,prévue dans la chambre de compression non¯chauffée 13, dans cette der- nière.
Par le déplacement ascendant du piston 14 dans la chambre de compression 13 l'ouverture 12 est fermée,et simultanément une amenée ultérieure de métal par l'embouchure 6,est interrompue par suite de la descente du piston! dans le cylindre 3, la commande ou le contrôle du piston 9 pouvant être accouplée à cet effet,utilement de manière automatique, à la commande ou au contrôle du piston 14. Simultanément 1'embouchure ¯6 est re- tirée de l'ouverture 12 par le fait ,que le dispositif transpor- teur(3,4,5) est retiré avec la tige de commande 18 par un oon- trepoids 17 suspendu à un oable 16 guidé sur une roulette 15.
Une plaque.obturatrice 19 disposée de manière coulissante au dessus de ou sur la plaque de recouvrement 3. est rigidement fixée au cylindre transporteur 3 et est guidée à la manière d'une coulisse au moyen de fentes 20 et de boulons 21, avec possibili- té d'un'réglage convenable quelconque en sens latéral aussi bien que dans le sens de la hauteur. L'introduction du métal dans le creuset de fusion est réalisée à travers l'ouverture 2a qui peut être recouverte séparément.
Le rapprochement de l'ouverture .7. de l'embouchure 6 de l'ouverture 12 dans la chambre de compression froide 13 est réa- liser.,suivant les figures I et 3, à la main ou mécaniquement au moyen d'un levier 23 pivotant autour d'un tourillon 33¯(figure 3),
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de manière que la tige de commande 18,passée au travers de ce levier est poussée vers la gauche avec une butée 25 sollicitée par un ressort 24.
En même temps une tringle de commande ou distributri- ce 26,articulée au levier 23 avec un jeu convenable, et reliée par l'intermédiaire d'un bras pivotant 27 par exemple à une valve 28, est déplacée vers la gauche,d'où la valve 28 laisse échapper l'air comprimé hors du cylindre 10, au dessus du piston 9, par la conduite 3¯0 et par la conduite 29, vers l'extérieur.
Du fait la contrepression exercée sur le ressort 32 éventuellement réglable disposé sur la tige 11 du piston et maintenu sous tension par la butée 31, est annulée, de sorte que le ressort 32, tendu jusqu'à présent,soulevé la tige 11 du piston et partant le piston transporteur 4 dans le cylindre .5,en provoquant ainsi le transport du métal liquide hors du creuset de fusion vers l'embou- chure 6 et de cette derniere dans la chambre de compression 13.
La longueur de la course du piston 4 peut être réglée à volonté par le déplacement de la butée 31 ou d'une vis de réglage 33, suivant la grandeur du contenu ou de la capacité du moule qui se raccorde à la chambre de compression 13 de manière connue par une moitié fixe ou stationnaire 35 du moule et une moitié mobile 36 de ce dernier.
Lorsque le levier 23 est lâché, ou déplacé vers la droite, le contrepoids 17 retire au moyen de la tige de commande 18 le dispositif de transport (3,5,6) en arrière,et en mme temps la tringle de commande ou distributrice 26 est déplacée vers la droite par la pression du ressort 34,et provoque à l'aide du levier 27 une rotation de la valve 28 de maniére,qu'à, présent l'air compri- mé de la conduite d'amenée 34 trouve un accès à la conduite 30, et, partant, dans le cylindre 10. A présent,l'air comprimé pousse le piston 9 dans le cylindre IO vers le bas,et provoque ainsi à nouveau la descente du piston 4 dans le bain de métal liquide,de sorte que le reste de métal venant de l'embouchure 6 retourne dans le bain métallique(figure 2).
Il est recommandable de maintenir aussi les pièces ou par- ties disposées en .ehors du creuset de fusion 1,- pomme l'embou- chure 6, pour autant qu'elles entrent en contact avec le métal @
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liquide,- par un chauffage extérieur(chauffage par résistance @ électrique ou analogue, ou, au moins par une bonne isolation, à la température néoessaire au-dessus de la température de fusion du métal.
L'exemple d'exécution représenté du déplaoement et du guidage en sens alternatif de l'embouchure 6 par rapport à l'ou- verture 12 de la chambre de compression .13,peut être remplacé par toute autre forme d'exécution oonnue dans les machines à couler par injection. Cependant,se sont avérés avantageux les dispositifs transporteurs dans lesquels le métal est soulevé hors du bain, ou est amené dans la chambre de compression froide avec seulement une pression faible(hydrostatique), afin d'éviter un brassage respectivement la formation de remous pendant l'entrée dans la chambre de compression froide.
De plus,il est avantageux de prévoir un accouplement de la valve distributrice 28 du dispositif transporteur avec la valve distributrice du piston de la chambre de compression froide,de manière,,qu'après l'achèvement du transvasement,le piston com- presseur soit immédiatement mis en mouvement.
Les exemples d'exécution suivant les figures 5 et 6 représentent une coupe dans une chambre de oompression couchée(horizontale)
13 avec piston oompresseur 14'et avec une moitié/fixe, ou station- naire, 35, et .une moitié mobile 36,. du moule* La figure 5 représen- te un moule à oanal d'entrée divisé,et la figure 6, un moule à oanal d'entrée non divisé,afin de montrer les différentes possi- bilités d'application du dispositif de transvasement suivant l'in- vention,qui peut 'être raccordé à toute machine à couler sous.pres- sion,pour remplacer son remplissage à la main par un remplissage automatique.
Au lieu de déplacer le cylindre ± du dispositif transvaseur aveo l'embouchure °,on peut aussi prévoir une dispo- sition fixe du cylindre et seulement une disposition mobile de l'embouchure 6 et le cas échéant de la tubulure 5 par rapport au cylindre 3.