Procédé de fabrication d'une pièce en fonte injectée au moyen d'une machine à mouler par injection, à chambre froide, et machine pour la mise en #uvre de ce procédé Le présent brevet comprend un procédé de fabri cation d'une pièce en fonte injectée au moyen d'une machine à mouler par injection, à chambre froide, dans lequel on évacue l'air de la cavité de moulage; il com prend également une machine pour la mise en #uvre de ce procédé.
Les procédés connus de ce genre présentent le désavantage que, quelle que soit la manière suivant la quelle cela est réalisé, l'obtention et le maintien d'un degré de vide élevé dans la cavité de moulage sont extrêmement difficiles et même si l'ensemble du moule est parfaitement étanche à l'air, une source importante de pertes de vide provient du cylindre d'injection, le quel est relié à la cavité de moulage par le canal d'in jection.
Afin d'éviter ces difficultés le procédé que comprend le présent brevet est caractérisé en ce que l'on insère une garniture d'étanchéité distincte du piston d'injec tion dans le cylindre d'injection en avant du piston, on introduit une charge de métal fondu dans ledit cylindre par un orifice de remplissage latéral, on fait avancer le piston avec la garniture d'étanchéité au-delà de l'orifice de remplissage pour établir un ajustage à force entre la garniture d'étanchéité et la paroi du cylindre d'injec tion, et évacue ensuite l'air de la cavité de moulage et des espaces reliés à celle-ci, y compris celui qui se trouve â l'intérieur du cylindre d'injection au-dessus du métal fondu,
et on continue à faire avancer le piston pour injecter le métal fondu dans la cavité de moulage.
La machine pour la mise en #uvre du procédé ci- dessus est caractérisée en ce qu'elle comporte un moule avec cavité de moulage communiquant avec un cylindre d'injection présentant un orifice de remplissage latéral, et des moyens pour évacuer l'air de la cavité de mou lage. Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution et quelques variantes de la machine selon l'invention pour la mise en #uvre de formes d'exécu tion, également données à titre d'exemple, du procédé.
La fig. 1 est une coupe du cylindre de ladite forme d'exécution.
La fig. 2 montre le piston d'injection et la garniture d'étanchéité de la fig. 1, avancés au-delà de l'orifice de remplissage du cylindre d'injection.
Les fig. 3, 4 et 5 reproduisent partiellement le cylin dre d'injection, le piston et la garniture d'étanchéité des fig. 1 et 2 en montrant respectivement, la garniture d'étanchéité dans la partie de grand diamètre du cylindre, cette même garniture dans la partie tron conique dudit cylindre et enfin dans sa partie de plus petit diamètre.
La fig. 6 est une coupe d'une variante de confor mation de l'intérieur du cylindre.
La fig. 7 est une coupe d'une autre variante de con formation de l'intérieur du cylindre.
Les fig. 8 et 9 sont des vues en perspective des deux faces opposées de la garniture d'étanchéité montrée aux fig. 1 à 5.
Les fig. 10 et 11 sont des vues en élévation, avec coupe partielle, de deux variantes de la garniture d'étanchéité.
La fig. 12 est une vue schématique de ladite forme d'exécution de la machine.
La fig. 13 est une vue en perspective d'une variante du cylindre d'injection pourvue de moyens pour ébarber la garniture d'étanchéité.
La machine représentée aux fig. 1 à 5 et 12 présente un cylindre d'injection,<B>10</B> dont l'extrémité intérieure 12 traverse un plateau avant 14 de la machine ainsi qu'une moitié 16 formant couvercle du moule pour commu niquer avec un canal de coulée 18 qui aboutit à une cavité de moulage. La paroi intérieure 20 du cylindre, est divi sée en trois parties distinctes 22, 24 et 26, coaxiales les unes par rapport aux autres. La partie extérieure 22 et la partie intérieure 24 sont cylindriques, le diamètre de la partie extérieure 22 étant légèrement plus grand que celui de la partie intérieure 24.
Ces deux parties de la paroi du cylindre sont raccordées par une partie inter médiaire tronconique 26, laquelle est disposée au voisinage du bord intérieur d'un orifice de remplissage latéral 28.
Un piston 30 se déplace dans le cylindre 10, il est fixé à l'une des extrémités d'une tige 32 dont l'autre extrémité est reliée à un vérin hydraulique 31 (fig. 12). Le piston comporte un bossage tronconique 34 pour centrer et guider une garniture d'étanchéité 40.
La garniture d'étanchéité (fig. 8 et 9) 40 du piston 30 comporte une partie centrale 50, et une lèvre 42 à sur face extérieure cylindrique, dont la partie la plus mince est située sur le bord avant 44. La surface intérieure 46 de la lèvre est tronconique et elle constitue avec une paroi tronconique 48 une rainure circulaire 52 en forme de V. La paroi tronconique 48 se raccorde avec la partie centrale 50 pour constituer une paroi séparatrice continue entre le métal fondu 29 et le piston 30. La cuvette formée par la partie 50 et la paroi 48 de la garniture s'adapte sur le bossage tronconique 34 et une surface annulaire plane 36 de cette garniture 40 vient au contact d'un épaulement radial 36' du piston 30.
La garniture d'étanchéité 40 empêche le métal de s'infiltrer derrière le piston 30 pendant la coulée. A mesure que le piston et la garniture s'avancent vers l'extrémité intérieure du cylindre et que le niveau du métal fondu s'élève en remplissant l'espace compris à l'intérieur du cylindre entre la garniture et le canal de coulée, la pression exercée par le piston sur le métal fondu est transmise dans tous les sens et contre toutes les surfaces au contact du métal.
L'une des surfaces soumises à cette pression est constituée par la surface intérieure tronconique 46 de la garniture, laquelle est pressée en contact encore plus étanche avec la paroi in térieure du cylindre en empêchant ainsi toute fuite pos sible du métal fondu vers l'arrière du piston Dans la forme d'exécution du procédé mise en oeuvre au moyen de la machine décrite ci-dessus on n'utilise chaque garniture d'étanchéité 40 qu'une seule fois. La garniture utilisée reste dans le cylindre avec la masse résiduelle de métal solidifié et en est enlevée avec celle-ci lorsqu'on ouvre le moule. On insère alors une nouvelle garniture dans le cylindre avant d'y déverser le métal fondu pour la coulée suivante.
La garniture d'étanchéité 40 est préférablement faite du même métal que celui qui est coulé, ou d'un métal très voisin.
La garniture d'étanchéité 40 est d'une forme telle qu'elle se prête elle-même à être fabriquée par moulage sous pression. Dans une variante du procédé qui vient d'être décrit la garniture, 40 pourrait être en un métal ou autre matière entièrement différent de celui coulé par la machine, mais il est préférable en tout cas que la ma tière employée soit plus tendre que celle dont est fait le cylindre d'injection, de telle sorte que s'il se produit des arrachements ou des rayures, celles-ci soient locali sées sur la périphérie de la garniture plutôt que sur la paroi intérieure du cylindre.
Bien que le diamètre intérieur du cylindre soit plus grand dans la partie extérieure 22 de cslui-ci que dans sa partie intérieure 24, il est désirable que cette diffé rence ne dépasse pas quelques centièmes de millimètre. L'expérience a montré que la valeur idéale du diamètra de la garniture d'étanchéité est comprise entre les dia mètres des deux parties 22 et 24 du cylindre.
Lorsque la machine décrite est en service, on insère par l'ouverture 28 une garniture d'étanchéité 40 dans le cylindre d'injection 10 en avant du piston 30 avant de déverser le métal fondu dans le cylindre. Dans uns variante (fig. 13), le piston et le cylindre pourraient être agencés de telle manière que le premier puisse être retiré complètement de l'extrémité extérieure du second pour permettre la mise en place de la garniture dans l'extrémité libre du cylindre. Dans cette variante, le cylindre 10 comporte un support 11 qui lui est fixé de façon rigide par le moyen de brides 15<B>de</B> façon à ménager un espace intermédiaire 13 entre les extré mités en regard des deux pièces.
La partie supérieure du cylindre 10 est entaillée en 17a pour ménager une ouverture d'insertion de la garniture d'étanchéité 42c. Cette disposition du cylindre d'injection évite la nécss- sité d'une opération d'ébarbage séparée pour éliminer la bavure de la garniture d'étanchéité préparée à part ou pendant une opération de coulée précédente. Le piston 30 est complètement retiré de l'extrémité du cylindra d'injection en restant porté par le support 11. Dans le procédé mis en oeuvre au moyen de cette variant,:, on insère dans le cylindre, par l'ouverture 17a, la garniture 42c, brute de coulée, avec sa bavure 43.
La bavure 43, qui déborde radialement sur la périphérie de la garni ture, s'engage dans l'espace intermédiaire 13. Lors qu'on fait avancer le piston, il vient au contact de la garniture 42e et l'enfonce dans l'extrémité du cylindre d'injection. Au cours de cet enfonesmsnt dans<B>le</B> cylin dre, une partie de la bavure est cisaillée par la face ver ticale d'extrémité 23 du cylindre, la portion ainsi dé coupée tombant par l'espace 13 dans un réceptacle approprié. Le reste de la bavure est cisaillé par la face 21 formant fond de l'entaille 17a, de telle sorte que la garniture se trouve alors complètement ébarbée et prête à être enfoncée dans le cylindre où elle joue son rôle.
L'opération d'ébarbage plut être réalisée par un mouvement continu du piston, mouvement qui amène la garniture en position au voisinage de l'extrémité extérieure de l'orifice de remplissage. On arrête le pis ton à ce point et l'on déverse le métal fondu dans le cylindre.
Dans les procédés décrits, on fait le vide dans la cavité de moulage et dans le cylindre dès que le piston a avancé suffisamment pour forcer la garniture dans la partie 24 de plus petit diamètre du cylindre.
On peut, par exemple, faire avancer le piston 30 et la garniture d'étanchéité 40 au-delà de l'orifice de rem plissage 28, jusque dans la partie intérieure 24 de plus petit diamètre du cylindre. On arrête alors momentané ment le mouvement du piston vers l'intérieur et l'on ouvre la vanne de commande de la canalisation de vide pour évacuer l'air de la cavité de moulage et du cylindre. Dès qu'on a obtenu le degré de vide désiré, l'on fait avancer le piston sur le reste de sa course en refoulant le métal fondu dans la cavité de moulage.
Comme l'avance du piston au-delà de l'orifice de remplissage et dans la partie intérieure du cylindre n'exige qu'une fraction de seconde, on peut aussi impartir au piston un mouvement continu et ouvrir la vanne de commande du vide aussitôt que le piston a commencé sa course vers l'intérieur du cylindre: Dans ce cas toutefois de l'air est aspiré à travers le cylindre pendant le temps nécessaire à la réalisation de l'étanchéité entre le piston et l'intérieur du cylindre.
Au passage dans la partie tronconique 26 de l'in térieur du cylindre, la garniture d'étanchéité supposée au diamètre préféré, est déformée pour venir au con tact intime de la paroi de la partie intérieure 24 dudit cylindre.
La disposition décrite évite également qu'il se forme sur les surfaces du cylindre et du piston des rayures formant passages d'infiltration d'air. L'utili sation de la garniture d'étanchéité permet de ménager entre le piston et le cylindre un jeu suffisant pour éviter tout grippage ou tout collage de ces deux pièces et comme la garniture utilisée dans les procédés décrits est en une matière plus tendre que celle qui constitue le cylindre, elle reçoit toutes les rayures ou rainures sus ceptibles de se produire. La garniture d'étanchéité reste dans le cylindre avec la masse résiduelle de métal qui s'y solidifie et elle est éliminée avec le jet de coulée de la pièce lorsque le moule est ouvert.
Dans la variante de la fig. 6, la paroi intérieure du cylindre d'injection 10 est divisée en deux parties, savoir une partie intérieure cylindrique 24 et une partie extérieure tronconique 25. Dans cette variante, le dia mètre de la garniture d'étanchéité 40 peut être légère ment plus grand que le diamètre intérieur du cylindre d'injection dans sa partie intérieure 24, de telle sorte que la garniture s'ajuste à force contre la paroi du cylindre dans la paroi intérieure cylindrique de celui-ci lorsque le piston s'avance avec ladite garniture vers le canal de coulée.
La fig. 7 représente une autre variante dans laquelle l'intérieur du cylindre d'injection 10 comporte deux parties cylindriques coaxiales, savoir une partie inté rieure 24 et une partie extérieure 27 de diamètre légère ment plus fort; mais au lieu que ces deux parties soient raccordées par une partie intermédiaire tronconique, comme dans la forme d'exécution des fig. 1 à 5, on trouve ici un épaulement au point de jonction des deux parties. Le diamètre de la garniture 40 peut être légère ment plus fort que le diamètre de la partie intérieure 24 du cylindre.
Lorsque la garniture d'étanchéité s'engage dans la partie intérieure 24, une petite fraction de sa périphérie peut être cisaillée par l'épaulement en lais sant ainsi la périphérie restante en contact intime et étanche avec la paroi intérieure du cylindre d'injection. On peut prévoir un jet d'air ou autre dispositif appro prié pour éliminer les copeaux métalliques ainsi en levés sur la périphérie de la garniture. Les opérations subséquentes restent les mêmes pour toutes les vari antes sus-décrites.
La fig. 10 montre une variante de la garniture d'étanchéité utilisée dans des procédés décrits compor tant une lèvre 42a dont la surface extérieure est cylin drique et la partie la plus mince est située au bord avant 44a. La surface intérieure 46a de cette lèvre est tron conique et se raccorde à la partie centrale 50a en forme de disque. Cette garniture d'étanchéité ne comporte pas une rainure annulaire comme aux fig. 8 et 9, mais la pression du métal fondu agit sur la surface intérieure tronconique 46a pendant le cycle d'injection de la façon déjà indiquée. Il y a lieu d'utiliser un piston à face avant plane avec la garniture représentée en fig. 10.
La fig. 11 montre une autre variante de la garniture d'étanchéité qui présente une lèvre 42b à surface ex térieure cylindrique dont la partie la plus mince se trouve au bord avant 44b. La surface intérieure 46b est tronconique et se raccorde à une paroi interne tronconique 48b, celle-ci détermine une rainure annulaire 52b en forme de V, par l'intermédiaire de laquelle la pression du métal fondu s'exerce sur la surface tron conique<I>46b</I> de la façon décrite plus haut. Dans cette variante, il y a une ouverture centrale qu'obture la partie tronconique du piston semblable à celui repré senté en fig. 1 et 2.
Dans cette forme de garniture, la surface intérieure 49 de la paroi tronconique doit être en contact intime et étanche avec le piston de façon à assurer une étanchéité appropriée, vis-à-vis du vide.
Dans la machine des fig. 1 à 5 et 12 le canal de coulée 18, aboutit à la cavité de moulage 19 déterminée par le couvercle 16 et la partie 17 qui renferme les éjecteurs. L'air est évacué de la cavité de moulage par des dispositifs de vide 62, à travers une canalisation 60.