Presse d'extrusion pour métaux. On connaît des presses d'extrusion pour métaux du type dans lequel, le métal en fusion ayant été amené dans un corps de presse, on le laisse refroidir dans ledit corps de presse, après quoi on le refoule, à l'état plastique, par un piston dans une chambre d'extrusion. Dans de telles presses, après la fin de la course de travail, le piston est amené en arrière et la nouvelle charge de métal en fusion est introduite dans le corps de presse dans l'espace compris entre le piston et la partie résiduelle de la charge précédente. Comme on le voit, le fonctionne ment de ce genre de presse est intermittent et il a été reconnu que ce mode de travail offre divers inconvénients.
En disposant deux ou plusieurs corps de presse (chacun d'eux étant muni de son pis ton) pour débiter dans une chambre d'extru sion unique, on pourrait obtenir en exécutant les courses de travail des pistons aux inter valles de temps appropriés, un débit continu < < , la sortie de la chambre d'extrusion. Mais pour cela il est nécessaire de prévoir des moyens destinés à empêcher qu'un piston, pendant sa course de travail, refoule du métal de la chambre d'extrusion dans un corps de presse duquel le piston a été retiré en vue d'un nouveau remplissage dudit corps de presse avec du métal en fusion.
A l'extré mité de sortie de chaque corps de presse, dans la chambre d'extrusion et dans les pas sages ou conduits compris entre ladite cham bre et les corps de presse, le métal est à l'état plastique. En conséquence aucune valve mé canique ordinaire ne peut être utilisée pour empêcher le mouvement de retour de la matière.
Or, on a constaté qu'un conduit, présen tant une faible conicité, offre une résistance beaucoup plus grande au passage du métal plastique dans un sens que dans l'autre. Le sens d'écoulement relativement libre est celui dans lequel le métal plastique entre par le petit bout du passage conique et quitte celui-ci par le gros bout. L'effet indiqué sexn- ble provenir du fait que l'extrémité du con duit par lequel le métal pénètre agit à la façon d'une filière pour fixer les dimensions de la section transversale du courant de mé tal plastique. Lorsque le métal pénètre par le petit bout, il se forme une tige qui peut se mouvoir librement à travers la section croissante du passage.
Lorsque le sens du mouvement est inversé, la tige produite l'endroit du gros bout rencontre une forte résistance de la part des parois du conduit et est comprimée par elles, ce qui donne lieu à une résistance très élevée au passage du métal.
La présente invention, dans laquelle on fait usage de cette constatation, a pour objet une presse d'extrusion pour métaux, com prenant au moins deux corps de presse dans chacun desquels le métal est introduit à l'état liquide pour être ensuite refoulé à l'état plastique par un piston dans une chambre d'extrusion unique, caractérisée par le fait due chaque corps de presse est relié à la chambre d'extrusion par un conduit compor tant une partie présentant une faible conicité dont l'extrémité de plus grand diamètre est tournée du côté de la chambre d'extrusion, cette partie conique du conduit, en raison du fait qu'elle offre une résistance beaucoup plus grande à l'écoulement vers le corps de presse qu'à l'écoulement à partir dudit corps de presse,
servant de dispositif s'opposant au passage du métal plastique de la chambre d'extrusion au corps de presse, afin que l'on puisse procéder au remplissage d'un des corps de presse pendant que le métal est refoulé de l'autre dans la chambre d'extrusion, sans que trop de métal ne passe de cette chambre au corps de presse en cours de remplissage.
On pourrait, sans inconvénient, faire fonctionner une telle presse de façon à obte nir une extrusion continue du métal.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
Les fig. 1 et 2 sont des courbes relatives aux proportions du conduit reliant chaque corps de presse à la chambre d'extrusion de cette forme d'exécution de la presse selon l'invention, et servant à déterminer la forme correcte de ce conduit.
La fig. 3 est une vue en élévation laté rale avec demi-coupe de cette forme d'exécu tion de la presse; La fig. 1 est une vue en plan de la partie centrale de la fig. 3; La fig. 5, enfin, est une vue en coupe, à plus grande échelle, de la partie centrale de la fig. 3.
La valeur donnée aux proportions, c'est-à- dire au degré de conicité. à la longueur et à la valeur de la section transversale du con duit exerce une action très notable sur l'ob tention de cette différenciation automatique entre les vitesses des deux sens de passage du métal plastique.
Cela est démontré par les courbes des fig. 1 et 2. Sur ces figures on a indiqué en ordonnées la réduction de la vitesse de pas sage qui se produit lorsque le sens du pas sage du métal est inversé. Cette réduction est exprimée en pourcentage de la vitesse du métal plastique lorsque celui-ci est déplacé du petit bout au gros bout du conduit coni que.
Ces courbes sont essentiellement desti- nc-es à donner des indications relatives à l'effet des variations des quantités indiquées pur l'échelle des abscisses. La forme desdites courbes est considérée comme ayant une im portance plus grande que les valeurs précises qu'elles indiquent.
Celles-ci peuvent être mo difiées .d'après différentes conditions expé rimentales telles que la nature et le fini -des surfaces des conduits. Toutefois les formes indiquées sont représentatives et permettent de tirer les conclusions nécessaires pour dé terminer une forme
satisfaisante du conduit. de même que pour indiquer son efficacité en vue de l'obtention du résultat cherché. Ces courbes ont été obtenues par des expériences réalisées avec des conduits ayant des dimen sions telles que celles nécessaires pour les presses d'extrusion du métal dans la prati que courante.
Sur l'échelle horizontale, ou échelle des abscisses, de la fig. 1, on a indiqué la coui- cité du conduit. Celui-ci est de section cir culaire et la conicité est indiquée par le changement de diamètre en centièmes de millimètre par centimètre de longueur. Pour exprimer ceci sous la forme d'un pourcen tage, il est clair que les nombres de l'échelle doivent être divisés par dix.
On voit que, lorsque la conicité est augmentée, la réduc tion de la vitesse de passage croit d'abord très rapidement et atteint bientôt un maxi mum, pour tomber ensuite beaucoup moins rapidement. Une conicité de l'ordre de trois centièmes de millimètres (de changement de diamètre) par centimètre de longueur de con- duitdonne approximativement le résultat maximum, mais l'effet n'est pas notablement réduit par une augmentation appréciable de la conicité allant, par exemple, jusqu'à neuf centièmes de millimètre de changement de diamètre par centimètre de longueur.
On pourrait, par exemple, choisir une conicité, mesurée en changement de diamètre par unité de longueur, comprise entre 0,2% et 0,9%.
L'échelle horizontale, ou échelle des abscisses, de la fig. 2 mesure le rapport de la longueur du conduit au diamètre mini mum. On voit que l'effet de l'augmentation de ce rapport est d'abord grand, mais qu'il décroît graduellement le long de la courbe. Il est clair que la longueur du conduit doit toujours être sensiblement supérieure à son diamètre minimum. Des valeurs comprises entre trois et huit fois, par exemple, rentrent dans les limites pratiquement satisfaisantes, mais les valeurs les plus élevées comprises entre ces limites sont préférables.
Il a été reconnu par exemple, pour une presse destinée à l'extrusion du plomb, qu'un conduit de section transversale circulaire ayant 15,24 cm de long, 19,05 mm de dia mètre d'entrée et 19,51 mm de diamètre de sortie donne un débit normal à partir du corps d'une presse de dimensions moyennes et détermine une réduction de la vitesse d'extrusion de 99,4%. Autrement dit le mou vement du plomb en sens inverse dans le con duit, sous la pression totale de débit, sera réduit à environ 0,6 % de la valeur qu'il a dans le sens du libre passage sous la même pression.
La presse représentée comporte deux corps de presse refoulant le plomb alterna tivement par les deux pistons, dans la cham bre commune d'extrusion, à travers des con duits présentant chacun une partie conique ayant des proportions telles que celles indi quées à titre d'exemple en référence aux fig. 1 et 2. Les conduits 3 allant des corps de presse 4 à la chambre d'extrusion 5 sont de section circulaire et sont coniques entre les points 2 et 1 au point 2 ils ont un dia mètre de 19;05 mm, tandis qu'au. point 1 leur diamètre est de 19,51 mm, la distance entre les points 1 et 2 étant de 15,24 cm.
Le piston 6 de chacun des deux corps de presse 4 est relié par son extrémité arrière au plongeur 7 qui travaille dans le cylin dre hydraulique 8. Des pièces de garnitures 23 sont prévues, à la manière habituelle, pour empêcher l'échappement de liquide hors du cylindre hydraulique 8 et pour empêcher le passage du liquide le long du plongeur 7 d'un compartiment à l'autre à l'intérieur du cylin dre.
La partie de la surface du plongeur 7 qui travaille dans le cylindre 8 (en entrant dans celui-ci. et en sortant) et la surface in terne du cylindre sont munies, respective ment, d'un fourreau 24 et d'une ,garniture 2'5 en un métal non ferreux dans un but de protection. Ces cylindres et les deux corps de presse sont supportés par des pièces 9 et 10, respectivement,
serrées par d e ,grands écrous 26 sur deux tiges latérales 11 qui maintiennent ainsi assemblées les parties de la presse. Ces tiges 1.1 sont supportées par des colonnes 12qui supportent ainsi le poids de la presse.
Entre les deux corps de presse 4 est main tenue la boîte ià filière 18 dans laquelle sont ménagés les conduits 3 et la chambre d'extru sion 5 avec la filière intérieure 14 et la filière extérieure 15. L'organisation des filières re présentées permet d'exécuter l'extrusion d'un tube formant la gaine 21 d'un câble 22.
Pen dant le gaînage du câble celui-ci est déplacé vers le haut à travers l'orifice de la filière intérieure 14 comme on le voit sur la fig. 3.
Le mode de travail de la presse représen tée, pour l'obtention d'une extrusion conti nue, est le suivant. Le corps de presse de droite 4 et le piston 6 étant dans l'état que montre la fig. 3, ce corps de presse est plein de métal qui y a été versé à l'état de fusion au moyen d'une goulotte inclinée 19 dont l'extrémité de sortie est appliquée sur un ori fice d'entrée 20 ménagé à l'extrémité du corps de presse, la goulotte étant ensuite retirée. On laisse au repos le métal dans ce corps de presse jusqu'à ce qu'il se soit suffisamment refroidi pour devenir plastique au moins à l'extrémité du corps de presse adjacente au conduit 3 allant à la chambre 5. A ce mo ment le mouvement d'avancement du piston 6 est amorcé par l'admission d'eau sous pres sion derrière le plongeur 7 par le tuyau 16.
Au même moment le piston 6 du corps de presse de gauche a atteint le point interne extrême de sa course, c'est-à-dire sensible ment la position indiquée par la flèche 17 dans le corps de presse de droite. Lorsque le piston 6 du corps de presse de droite 4 com mence à se mouvoir vers l'intérieur, le piston du corps de presse de gauche est retiré ra pidement par l'admission d'eau sous pression au cylindre 8 au moyen du tuyau 18, ce qui la fait agir sur la face avant annulaire du plongeur 7. Ce, retrait du piston du corps de presse de gauche laisse vide la partie exté rieure dudit corps de presse, avec une ruasse de métal plastique à l'extrémité interne du corps de presse et dans le conduit 3.
Lorsque le piston de gauche a été complètement re tiré, le métal en fusion est coulé dans le corps de presse, au moyen d'une goulotte. a<B>a</B> insi que cela a été décrit plus haut et on le laisse refroidir comme précédemment.
Par un réglage convenable des conditions de tra vail, ce retrait, le nouveau remplissage et le refroidissement préliminaire peuvent être réalisés de telle manière qu'ils occupent sen siblement le temps nécessaire à la course de travail du piston dans le corps de presse de droite et que ce dernier piston puisse être retiré lorsque le piston de gauche commence sa course en avant. Par une série de courses de travail alternées réalisées de cette manière. les deux pistons peuvent produire une extru sion sensiblement continue du métal à partir de la chambre 5 entre les filières 14 et 15.
On voit que dans ce cas. pendant le fonc tionnement, le métal contenu dans la cham bre 5 est constamment soumis à la pression d'extrusion et que l'arrivée du métal dans cette chambre se fait alternativement à par tir des conduits 3 de droite et de gauche (fig. 5). Pendant que l'un de ces conduits alimente la chambre, le métal contenu dans l'autre conduit est soumis, au point 1, à la pression totale d'extrusion, laquelle ne règne pas à l'intérieur du corps de presse étant donné que le piston est retiré pour un nou veau remplissage à cette phase du travail, mais la conicité du conduit 3 empêche tout mouvement appréciable de retour du métal, à travers le conduit vers le corps de presse en cours de remplissage.
Il est bien entendu que l'on pourrait uti- Iiser un nombre de corps de presse supérieur à deux.
Extrusion press for metals. Extrusion presses are known for metals of the type in which, the molten metal having been brought into a press body, it is allowed to cool in said press body, after which it is forced out, in the plastic state, by a piston in an extrusion chamber. In such presses, after the end of the working stroke, the piston is brought back and the new charge of molten metal is introduced into the press body in the space between the piston and the residual part of the charge. former. As can be seen, the operation of this kind of press is intermittent and it has been recognized that this method of working has various drawbacks.
By arranging two or more press bodies (each of them being provided with its own pis ton) to deliver into a single extrusion chamber, it would be possible to obtain by carrying out the working strokes of the pistons at the appropriate time intervals, a continuous flow <<, the outlet of the extrusion chamber. But for this it is necessary to provide means intended to prevent a piston, during its working stroke, pushing metal from the extrusion chamber into a press body from which the piston has been withdrawn for a new filling said press body with molten metal.
At the outlet end of each press body, in the extrusion chamber and in the wise passages or conduits between said chamber and the press bodies, the metal is in the plastic state. Consequently, no ordinary mechanical valve can be used to prevent the return movement of the material.
However, it has been found that a duct, having a low taper, offers much greater resistance to the passage of plastic metal in one direction than in the other. The relatively free direction of flow is that in which the plastic metal enters at the small end of the conical passage and leaves it at the large end. The sexually indicated effect arises from the fact that the end of the conduit through which the metal enters acts like a die to fix the dimensions of the cross section of the plastic metal stream. When the metal enters through the small end, a rod forms which can move freely through the increasing section of the passage.
When the direction of movement is reversed, the rod produced at the point of the big end meets a strong resistance from the walls of the duct and is compressed by them, which gives rise to a very high resistance to the passage of the metal.
The present invention, in which use is made of this observation, relates to an extrusion press for metals, comprising at least two press bodies in each of which the metal is introduced in the liquid state in order to then be forced out. 'plastic state by a piston in a single extrusion chamber, characterized by the fact that each press body is connected to the extrusion chamber by a duct comprising a part having a low taper, the end of which has a larger diameter is turned to the side of the extrusion chamber, this conical part of the duct, due to the fact that it offers a much greater resistance to flow towards the press body than to flow from said press body. hurry,
serving as a device opposing the passage of the plastic metal from the extrusion chamber to the press body, so that one can proceed to the filling of one of the press bodies while the metal is forced from the other into the extrusion chamber, without too much metal passing from this chamber to the press body during filling.
Such a press could be operated without inconvenience so as to obtain continuous extrusion of the metal.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the object of the invention.
Figs. 1 and 2 are curves relating to the proportions of the duct connecting each press body to the extrusion chamber of this embodiment of the press according to the invention, and serving to determine the correct shape of this duct.
Fig. 3 is a side elevational view with half section of this embodiment of the press; Fig. 1 is a plan view of the central part of FIG. 3; Fig. 5, finally, is a sectional view, on a larger scale, of the central part of FIG. 3.
The value given to the proportions, that is to say the degree of taper. the length and value of the cross section of the pipe exerts a very noticeable effect on obtaining this automatic differentiation between the speeds of the two directions of passage of the plastic metal.
This is demonstrated by the curves of fig. 1 and 2. These figures show on the ordinate the reduction in the wise pitch speed which occurs when the direction of the wise pitch of the metal is reversed. This reduction is expressed as a percentage of the speed of the plastic metal as it is moved from the small end to the large end of the conical duct.
These curves are essentially intended to give indications relating to the effect of variations in the quantities indicated on the abscissa scale. The shape of said curves is considered to be of greater importance than the precise values which they indicate.
These can be modified according to various experimental conditions such as the nature and the finish of the surfaces of the ducts. However, the shapes indicated are representative and allow the necessary conclusions to be drawn to determine a shape.
satisfactory duct. as well as to indicate its effectiveness with a view to obtaining the desired result. These curves were obtained by experiments carried out with conduits having dimensions such as those required for metal extrusion presses in current practice.
On the horizontal scale, or abscissa scale, of fig. 1, the smoothness of the duct has been indicated. This is of circular section and the taper is indicated by the change in diameter in hundredths of a millimeter per centimeter of length. To express this as a percentage, it is clear that the numbers on the scale must be divided by ten.
It can be seen that, when the taper is increased, the reduction in the passage speed first increases very quickly and soon reaches a maximum, to then fall much less rapidly. A taper of the order of three hundredths of a millimeter (change in diameter) per centimeter of pipe length gives approximately the maximum result, but the effect is not significantly reduced by an appreciable increase in the taper going, for example. example, up to nine hundredths of a millimeter of change in diameter per centimeter of length.
One could, for example, choose a taper, measured in change in diameter per unit length, between 0.2% and 0.9%.
The horizontal scale, or abscissa scale, of FIG. 2 measures the ratio of the length of the duct to the minimum diameter. It can be seen that the effect of increasing this ratio is initially large, but that it gradually decreases along the curve. It is clear that the length of the duct must always be significantly greater than its minimum diameter. Values between three and eight times, for example, are within practically satisfactory limits, but larger values within these limits are preferable.
It has been recognized, for example, for a press intended for the extrusion of lead, that a duct of circular cross section having a length of 15.24 cm, an inlet diameter of 19.05 mm and a diameter of 19.51 mm. Outlet diameter gives normal throughput from the body of a medium sized press and determines a reduction in extrusion speed of 99.4%. In other words, the movement of the lead in the opposite direction in the duct, under the total flow pressure, will be reduced to about 0.6% of the value it has in the direction of free passage under the same pressure.
The press shown comprises two press bodies forcing the lead alternately through the two pistons, into the common extrusion chamber, through conduits each having a conical part having proportions such as those indicated by way of example. with reference to fig. 1 and 2. The conduits 3 going from the press bodies 4 to the extrusion chamber 5 are of circular section and are conical between points 2 and 1 at point 2 they have a diameter of 19.05 mm, while at. point 1 their diameter is 19.51 mm, the distance between points 1 and 2 being 15.24 cm.
The piston 6 of each of the two press bodies 4 is connected by its rear end to the plunger 7 which works in the hydraulic cylinder 8. Packing pieces 23 are provided, in the usual manner, to prevent the escape of liquid out of it. of the hydraulic cylinder 8 and to prevent the passage of liquid along the plunger 7 from one compartment to another inside the cylinder dre.
The part of the surface of the plunger 7 which works in the cylinder 8 (entering and leaving the latter) and the internal surface of the cylinder are provided, respectively, with a sleeve 24 and a gasket. 2'5 in a non-ferrous metal for protection. These cylinders and the two press bodies are supported by parts 9 and 10, respectively,
tightened by large nuts 26 on two side rods 11 which thus hold the parts of the press together. These rods 1.1 are supported by columns 12 which thus support the weight of the press.
Between the two press bodies 4 is hand held the die box 18 in which are formed the conduits 3 and the extrusion chamber 5 with the inner die 14 and the outer die 15. The organization of the dies shown allows to 'perform the extrusion of a tube forming the sheath 21 of a cable 22.
During the sheathing of the cable, the latter is moved upwards through the orifice of the inner die 14 as seen in FIG. 3.
The working mode of the press shown, for obtaining a continuous extrusion, is as follows. The right-hand press body 4 and the piston 6 being in the state shown in FIG. 3, this press body is full of metal which has been poured into it in the molten state by means of an inclined chute 19, the outlet end of which is applied to an inlet port 20 formed at the end. of the press body, the chute then being removed. The metal is allowed to stand in this press body until it has cooled sufficiently to become plastic at least at the end of the press body adjacent to the duct 3 going to the chamber 5. At this time the forward movement of piston 6 is initiated by the admission of pressurized water behind plunger 7 through pipe 16.
At the same time the piston 6 of the left press body has reached the extreme internal point of its stroke, that is to say substantially the position indicated by arrow 17 in the right press body. When the piston 6 of the right press body 4 begins to move inward, the piston of the left press body is rapidly withdrawn by the pressurized water inlet to the cylinder 8 by means of the pipe 18. , which makes it act on the annular front face of the plunger 7. This, withdrawal of the piston from the left-hand press body leaves the outer part of said press body empty, with a piece of plastic metal at the inner end of the body press and in the duct 3.
When the left piston has been fully withdrawn, the molten metal is poured into the press body by means of a chute. a <B> a </B> as described above and let it cool as before.
By suitable adjustment of the working conditions, this removal, refilling and preliminary cooling can be carried out in such a way that they substantially occupy the time necessary for the working stroke of the piston in the right-hand press body and that the latter piston can be withdrawn when the left piston begins its forward stroke. By a series of alternating working races carried out in this way. the two pistons can produce a substantially continuous extrusion of metal from chamber 5 between dies 14 and 15.
We see that in this case. during operation, the metal contained in chamber 5 is constantly subjected to the extrusion pressure and the arrival of the metal in this chamber is made alternately by firing from the pipes 3 on the right and on the left (fig. 5 ). While one of these ducts feeds the chamber, the metal contained in the other duct is subjected, at point 1, to the total extrusion pressure, which does not prevail inside the press body since the piston is withdrawn for a new filling at this stage of the work, but the taper of the duct 3 prevents any appreciable return movement of the metal, through the duct towards the press body during filling.
Of course, a number of press bodies greater than two could be used.