Dispositif d'évacuation pour moule utilisé dans une machine à fonte sous pression La présente invention a pour objet un dispositif d'évacuation pour moule utilisé dans une machine à fonte sous pression, dans lequel le moule présente un canal pour évacuer l'air et l'es gaz.
Des dispositifs de ce genre sont connus et ont été décrits dans les brevets suisses<B>Nos</B> 302974, 306274 et 317964 du même inventeur.
Quoique les soupapes commandant l'évacuation de l'air et des gaz dans les moules fonctionnent avec satisfaction, leur montage sur l'une des moitiés du moule présente certaines difficultés, étant donné le manque d'espace suffisant et étant donné les condi tions défavorables d'échauffement qui tendent à dé tériorer les garnitures d'étanchéité utilisées dans ces soupapes. De plus, toute réparation ou service d'en tretien de la soupape nécessite le démontage de la machine de la moitié du moule ce qui est un grave inconvénient spécialement dans le cas de moules de grandes dimensions.
Finalement il a été trouvé que quoique l'adap tation de la soupape au moule soit généralement pos sible dans le cas de moules neufs, qui peuvent être construits en conséquence, cette adaptation est sou vent impossible dans le cas de moules ayant été uti lisés, étant donné que ces moules sont trempés à un .très haut degré, ce qui rend l'usinage difficile. Tout usinage, ou opération de soudure, sur des moules trempés comporte le risque de provoquer de nouvelles tensions et distorsions qui doivent être évitées.
L'objet de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en utilisant une soupape qui est indépendante du moule et non reliée à celui-ci, cette soupape étant montée sur le bâti de la machine à fonte sous pression. Ce dispositif comprend des moyens pour l'amener en contact avec le moule avant l'injection et pour l'éloigner du moule lorsque l'injection est terminée.
Cette soupape est aussi munie de moyens pour commander ces mouvements et pour permettre à l'air et aux gaz d'être évacués de la cavité du moule et de moyens -pour assurer la fer meture du canal de sortie d'air du moule au moment désiré pendant la phase d'injection.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif objet de l'in vention. La fig. 1 montre, schématiquement, une partie d'une machine à fonte sous pression, commandée hydrauliquement, le moule étant fermé, et le dis positif d'évacuation.
La fig. 2 montre, schématiquement, l'une des moitiés du moule présentant un canal d'échappement d'air.
La fig. 3 montre la même disposition que la fig. 1, le moule étant ouvert.
La fig. 4 est une coupe horizontale du dispositif d'évacuation, le moule étant ouvert.
La fig. 5 montre la même coupe que la fig. 4, le moule étant fermé, avant que la soupape ne soit fermée.
La fig. 6 montre la même coupe que les fig. 4 et 5, la soupape étant fermée.
En référence à la fig. 1, cette machine à fonte sous pression comprend un bâti 1, sur lequel est fixé un moule 2 formé de deux parties 3 et 4. Un mécanisme de verrouillage maintient serrées l'une contre l'autre les deux parties 3 et 4 du moule.
Ce mécanisme, qui comprend généralement un dispositif à genouillère, a été représenté succinctement par un cylindre hydraulique 5 dans lequel coulisse un piston de commande 6 agissant par une tige 7 sur une pièce de serrage 8 destinée à maintenir la partie 3 appliquée contre la partie 4 du moule prenant appui elle-même contre le bâti 1. Cette pièce de serrage 8 est habituellement supportée par des tiges (non re présentées) coulissant dans des paliers fixés dans le bâti de la machine. La partie 3 du moule présente des perçages pour les tiges 3a d'un dispositif extrac teur qui est connu et n'est donc pas décrit, ni re présenté en détail.
Le bâti 1 porte une douille d'injection 9, dans laquelle le métal fondu est destiné à être versé par une ouverture 10. Ce métal est destiné à être chassé dans la cavité 11 du moule 2 par un piston d'injec tion 12 relié par une tige 13 à un piston de com mande 14 coulissant dans un cylindre 15.
Les pistons 6 et 14 sont actionnés par une pres sion hydraulique provenant du poste de commande 16 de la machine par l'intermédiaire de différentes conduites d'alimentation des cylindres 5 et 15. Du liquide sous pression, en provenance d'une pompe par exemple, est amené par une conduite 17 au poste de commande 16 de la machine. De là, une conduite 18 permet l'alimentation du cylindre 5 pour provoquer la fermeture du moule 2. Une conduite 19 assure sans interruption l'envoi de liquide sous pression sur l'autre face du piston 6 pour provoquer l'ouverture du moule 2. Une conduite 20 relie le poste de commande 16 au cylindre 15 pour per mettre de l'alimenter en liquide sous pression lorsque la phase d'injection est désirée.
Une conduite 21 permet de commander le piston 14 en sens inverse, ce qui correspond au retrait du piston d'injection 12.
Le moule 2 présente en outre un canal 22 per mettant l'échappement de l'air contenu dans la forme 11, ainsi que dans la douille d'injection 9 pendant la phase d'injection du métal dans le moule. Ce canal 22 est prolongé par une conduite 23 aboutissant à une installation d'aspiration 64, permettant de créer le vide dans la forme 11 avant que l'injection du métal dans celle-ci ne se produise. Une soupape 24 commande la sortie du canal 22 pour pouvoir obtu rer ce canal au moment du remplissage de la forme 11 par le métal fondu.
Dans l'exemple représenté, cette soupape 24 est commandée par pression hy draulique par l'intermédiaire d'une conduite 25 déri vée de la conduite 20, de la manière indiquée dans le brevet susmentionné N 317964.
Les différentes phases de fonctionnement de la machine sont commandées à l'aide d'un organe de manoeuvre 26 susceptible d'occuper trois positions 1,<B>il,</B> III.
La partie de la machine qui se distingue essen tiellement des brevets sus-indiqués se trouve être 2a disposition spéciale de la soupape 24. En effet, celle- ci est montée dans un corps central 27 (voir fig. 4 à 6) indépendant du moule 2.
Ce corps central 27 est lui-même mobile par rapport au bâti 1 de la machine, de manière à pouvoir "être amené en con tact avec le moule 2 pendant l'opération de coulée et à pouvoir être éloigné du moule 2 après l'injec tion, des moyens de commande, qui peuvent être quelconques, assurant l'amenée de la soupape 24 en position d'obturation du canal 22 au moment choisi pendant l'opération de coulée.
Dans la forme d'exécution représentée aux fig. 4 à 6, la soupape 24 est disposée à l'intérieur d'une partie 28 en forme générale de cloche. Cette partie 28 est solidaire du corps central 27 et son bord 29 est destiné à être amené jointif contre le moule 2 pendant l'opération de coulée, de manière à encer cler l'orifice de sortie 30 du canal d'échappement d'air 22.
Comme le montrent les fig. 4 à 6, le corps cen tral mobile 27 est constitué par un piston différentiel présentant une face de grande section 31 et une face opposée de plus petite section 32. Ce piston diffé rentiel 31, 32 coulisse dans un cylindre correspon dant 33 constituant le corps de soupape principal qui est fixé au bâti 1 de la machine, grâce à des pattes 34 et des vis 34a. La partie 35 du cylindre 33 dans laquelle coulisse la face de grande section 31 du piston différentiel 27 est obturée par un bou chon 36. Cette partie 35 est en communication avec un prolongement 37 de la conduite 18 alimentant le cylindre 5.
Une garniture 38 assure l'étanchéité de la face 31 du piston différentiel dans la partie 35 du cylindre 33. Ce cylindre 33 comprend un autre alésage de plus grande dimension 39, dans lequel se trouve la face 32 du piston différentiel. Des garni tures 40 et 41, maintenues par des anneaux de gui dage 42, 43 et 44, assurent l'étanchéité entre l'alé sage 39, d'une part, et le piston différentiel 31, 32, d'autre part. L'anneau de guidage 43 prend appui sur une bague filetée 45 vissée dans l'extrémité droite du cylindre 33. L'alésage 39 du cylindre 33 est en communication avec la conduite 19 par un prolon gement 46 de cette conduite.
La soupape 24 est constituée par une tige com mandée par un piston 47 coulissant dans un loge ment cylindrique 48 du corps central 27. Ce cy lindre 48 est fermé à son extrémité de droite par la partie 28 en forme de cloche qui présente un pro longement fileté 49 vissé dans le logement cylin drique 48. Le piston 47 est rappelé en position d'ou verture de la soupape 24 par un dispositif à ressort antagoniste, représenté schématiquement par un res sort à boudin unique 50. Des moyens de réglage permettent de faire varier 'la force de rappel du dis positif à ressort antagoniste 50. Ces moyens de ré glage sont constitués, dans le cas particulier, par une douille filetée 51 vissée dans la partie centrale de la cloche 28, douille 51 contre laquelle vient prendre appui le ressort 50.
L'extrémité externe 52 de cette douille 51 est profilée de manière à pouvoir être entraînée en rotation à l'aide d'un outil de forme correspondante.
Un canal 53 percé dans le corps central 27 et prolongé par un raccord 54 relie la partie gauche du cylindre 48 à la conduite 20 par la conduite de dérivation 25. Le piston 47 est muni d'une garniture d'étanchéité 55.
Le bord 29 de la cloche 28 est formé sur une pièce 56 vissée sur le reste de la cloche 28. Un filtre 57 est pincé entre .les deux pièces. constituant cette cloche 28, ce filtre 57 présentant une ouverture centrale pour le passage de la soupape 24.
Comme on le voit sur les fig. 4 à 6, la dispo sition de la soupape 24 est telle que l'axe de celle-ci soit compris dans le plan de contact 58 des deux parties 3 et 4 du moule 2, cet axe étant disposé perpendiculairement à la face 59 du moule sur la quelle débouche le canal 22.
Le fonctionnement de la machine décrite ci- dessus, en regard du dessin annexé, se fait de la manière suivante Le déplacement, par l'opérateur de la machine, de l'organe de manaeuvre 26 -de la position I à lia position II provoque l'alimentation en liquide sous pression de la conduite 18.
Le piston 6 est alors poussé vers la droite, contre l'action de la pression du liquide agissant sur l'autre face du piston 6 grâce à la conduite 19, ce qui déplace la pièce de serrage 8 et amène les deux parties 3 et 4,du moule en contact l'une avec l'autre. A ce moment, la pression dans le cylindre de fermeture 5 augmente, ce qui provoque un déplacement.du corps central 27 et de la cloche 28 en direction de la face 59 du moule 2. La pres sion hydraulique agissant dans la partie cylindrique 35 applique fortement la cloche 28 contre la face 59 et un anneau 61, par exemple en aluminium, assure l'étanchéité entre le bord de la cloche et la face 59 du moule 2.
La conduite 23, qui communique avec l'intérieur de la cloche 28 par un passage 62 pratiqué dans celle-ci, permet à l'installation d'aspiration 64 de faire le vide dans la forme 11. Dès que l'opé rateur a versé une charge de métal fondu dans la douille d'injection 9 par l'ouverture 10, il déplace l'organe de manceuvre 26 de la position II à la po sition III. Dans cette position de l'organe de ma noeuvre 26, la conduite 18 est toujours sous pres sion, ce qui assure le serrage des deux parties 3 et 4 du moule, et la conduite 20 est alors mise sous pression.
La phase d'injection proprement dite est commandée par le déplacement du piston 14 dans le cylindre 15 provoquant l'avance du piston d'in jection 12 dans la douil e 9 en direction de la partie 3. La pression augmente aussi dans la conduite 25. Toutefois, la soupape 24 n'est amenée en position de fermeture du canal 22 que lorsque la pression dans cette conduite 25 atteint une valeur supérieure à la force antagoniste produite par le ressort 50.
Comme cette force antagoniste peut être réglée .au moyen de la douille 51, il est possible de choisir le moment de fermeture du canal 22 par la soupape 24 après le passage du métal fondu dans la partie res serrée 63 du canal d'amenée du métal fondu dans la forme 11, de préférence lorsque la phase d'injec tion est presque terminée.
Lorsque la perte de charge, provoquée par le passage du métal fondu dans la partie resserrée 63, provoque une élévation de pres sion suffisante dans la conduite 25 pour surmonter la force du dispositif antagoniste 50, la soupape 24 se déplace en direction de l'orifice de sortie du canal 22 du moule 2 pour obturer ceilui=ci (voir fig. 6).
La phas6 d'injection étant terminée, l'opérateur de la machine ramène l'organe de manoeuvre 26 de la position III à la position I, position dans laquelle les conduites 18 et 20 sont mises à l'échappement par une conduite 60, alors que la conduite 21 est ali mentée en liquide sous pression. La pression qui agit continuellement sur la face 32 du piston différentiel que constitue le corps central 27 et sur la face de petite surface du piston de commande 6 provoque alors un déplacement en sens inverse de ces deux pistons.
Les rapports des deux faces opposées de chacun de ces pistons sont choisis de façon que le piston différentiel 31, 32 s'éloigne du, moule 2 avant que les deux parties 3 et 4 de celui-ci ne se soient écartées l'une de l'autre, ceci afin d'éviter une dété rioration éventuelle de l'anneau 61. La mise à l'é chappement de la conduite 20 provoque simultané# ment une baisse de pression dans la conduite 25 permettant au piston 47 de commande de la soupape 24 de reprendre sa position de repos. En outre, la pression agissant dans le cylindre 15 par la conduite 21 ramène le piston d'injection 12 en position de retrait.
Ainsi, la pièce coulée peut être extraite de la forme 11, la machine étant prête pour une nou velle coulée.
De nombreuses variantes d'exécution de ce dis positif d'évacuation pourraient être imaginées. Ainsi, le corps central 27 pourrait être rappelé en position de repos ou de retrait soit par une pression hydrau lique permanente agissant dans l'espace 39, soit par un ressort antagoniste. Le mouvement d'avance en position active du corps central 27 pourrait être provoqué par n'importe quel autre moyen pneuma tique, électrique ou purement mécanique. Quant à la commande de la soupape 24, elle pourrait aussi se faire par des moyens quelconques hydrauliques, pneumatiques, électriques ou mécaniques indépen dants ou non du circuit commandant la phase d'in jection du piston 12.
Cette disposition spéciale de ,la soupape 24 de commande du canal d'échappement 22 pourrait être appliquée à une machine à fonte sous pression non munie d'une installation d'aspiration 64.
La disposition spéciale de cette soupape 24, qui a été décrite ci-dessus en regard du dessin annexé, était appliquée à une machine à fonte sous pression du type horizontal et à chambre froide. Toutefois, il va dé soi que cette disposition pourrait être -appli quée à n'importe quel type de machine à fonte sous pression, qu'il soit du type à chambre chaude et à piston d'injection horizontal ou vertical.