DE1256365B

DE1256365B - Express device for a mold for high molding pressures

Info

Publication number: DE1256365B
Application number: DEC35955A
Authority: DE
Inventors: Claude Annon; Claude Bertrand; Robert Urcel
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1964-05-05
Filing date: 1965-05-05
Publication date: 1967-12-14
Also published as: ES312577A1; BE662573A; CH446699A; NL6505622A; FR1403701A; LU48509A1; GB1057267A

Description

DEUTSCHES GERMAN W99Wt W99Wt PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

DeutscheKl.: 31 b2-17/22 German class: 31 b2 -17/22

Nummer: 1256 365Number: 1256 365

Aktenzeichen: C 35955 VI a/31 b2File number: C 35955 VI a / 31 b2

J 256 365 Anmeldetag: 5. Mai 1965J 256 365 Filing date: May 5, 1965

Auslegetag: 14. Dezember 1967Opened on: December 14, 1967

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ausdrückvorrichtung für eine Form für die Anwendung hoher Formungsdrücke, die unter weitgetriebenem Vakuum und bei relativ niedrigen Temperaturen in der Größenordnung von etwa 80 bis 200° C benutzt werden kann.The present invention relates to a mold extrusion device for use high molding pressures, which are carried out under extensive vacuum and at relatively low temperatures on the order of about 80 to 200 ° C can be used.

Bekanntermaßen bringt das Problem des Ausformens irgendeines Teiles aus einer Form unter den angegebenen Bedingungen gewisse Schwierigkeiten, besonders wenn die geformten Teile mit dei Form innig verbunden sind bzw. an dieser haften und folglich von ihr nicht getrennt werden können, selbst wenn man für eine Erhöhung der »Abstreifwinkel« der Form sorgt. Diese besonderen Schwierigkeiten können speziell durch das nahezu vollständige Fehlen einer Volumenabnahme bzw. eines Schwindens des geformten Teiles nach Anwendung von Druck erklärt werden, durch eine Abhäsion desselben an den Wänden der Form, ungeachtet der Güte der Oberflächenbeschaffenheit der angrenzen Flächen, sowie durch das quasi absolute Vakuum, das unter dem geformten Teil besteht. Schließlich addiert sich das Gewicht des Teiles, das zwar relativ unbedeutend ist, noch zu den durch Adhäsion und Unterdruck ausgeübten Kräften.It is known to accommodate the problem of unmolding any part from a mold the specified conditions certain difficulties, especially when the molded parts with the Form are intimately connected or adhere to it and consequently cannot be separated from it, even if one ensures an increase in the "stripping angle" of the form. These particular difficulties can be especially due to the almost complete lack of a decrease in volume or a Shrinkage of the molded part after application of pressure can be explained by an adhesion of the same on the walls of the form, regardless of the quality of the surface finish of the adjoining Surfaces, as well as the quasi-absolute vacuum that exists under the molded part. In the end adds the weight of the part, which is relatively insignificant, to that due to adhesion and negative pressure exerted.

Um ein Ausformen solcher Teile auf mechanischem Wege zu ermöglichen, benutzt man üblicherweise zusätzliche Vorrichtungen, die insbesondere bei Preßgießformen mit geringeren Abmessungen durch einen metallischen Ausdrückstempel allgemein kegelstumpfartiger Form gebildet werden, der im Boden der Form angeordnet ist und nach Ausführung des Formungsvorgangs an der Unterseite des Teiles anliegt. Bei Formen mit größeren Abmessungen kann man mit Öldruck arbeitende Ausdrückvorrichtungen verwenden, bei denen der Boden der Form durch ein Zweiwege-Ölsteuerventil betätigt wird, das den Ausdrückvorgang und die Rückstellung des Bodens in Ausgangsposition ermöglicht.In order to enable such parts to be formed mechanically, one usually uses additional devices that are particularly useful for compression molds with smaller dimensions generally truncated cone-like shape are formed by a metallic punch, which is in the Bottom of the mold is arranged and after completing the molding process at the bottom of the Part is present. In the case of molds with larger dimensions, ejecting devices can be used that work with oil pressure use where the bottom of the mold is operated by a two-way oil control valve that enables the pressing out process and the return of the floor to its starting position.

Im ersten Fall beobachtet man jedoch Undichtigkeiten um den Ausdrückstempel, die durch Deformationen in der Wärme noch gefördert werden; außerdem ist eine Reinigung der Vorrichtung nach jedem Formungsvorgang notwendig. Im zweiten Fall muß die Ausdrückvorrichtung eine relativ große Oberfläche haben, damit ein Eindrücken bzw. eine Prägung des geformten Teiles vermieden wird; darüber hinaus ist die Durchführung stets kompliziert und erfordert Verbindungsstellen mit einem gewissen Spiel, an denen dann ein Entweichen von Material nicht verhindert werden kann.In the first case, however, one observes leaks around the ejector die caused by deformations in the warmth are still promoted; in addition, a cleaning of the device is after necessary for every molding process. In the second case, the ejector must be relatively large Have surface so that an indentation or embossing of the molded part is avoided; about that In addition, the implementation is always complicated and requires joints with a certain amount Game at which the escape of material cannot be prevented.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich nun aufThe present invention now relates to

Ausdrückvorrichtung für eine Form für hohe
FormungsdrückeExpressing device for a form for high
Forming pressures

Anmelder:Applicant:

Commissariat ä l'Energie Atomique, ParisCommissariat a l'Energie Atomique, Paris

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. R. BeetzDipl.-Ing. R. Beetz

und Dipl.-Ing. K. Lamprecht, Patentanwälte,
München 22, Steinsdorfstr. 10and Dipl.-Ing. K. Lamprecht, patent attorneys,
Munich 22, Steinsdorfstr. 10

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Claude Annon, Villemomble, Seine;Claude Annon, Villemomble, Seine;

Claude Bertrand, Sevran, Seine-et-Oise;Claude Bertrand, Sevran, Seine-et-Oise;

Robert Urcel, Le Raincy, Seine-et-OiseRobert Urcel, Le Raincy, Seine-et-Oise

(Frankreich)(France)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Frankreich vom 5. Mai 1964 (973 433)France 5 May 1964 (973 433)

eine Ausdrückvorrichtung sehr einfacher Konzeption, mit der die vorstehend angegebenen Schwierigkeiten vermieden werden, indem insbesondere jede Leckgefahr verhindert und eine automatische Betriebsweise mit bemerkenswerter Wirksamkeit bei einem relativ stark verminderten Verdrängungs- oder Ausschiebhub ermöglicht wird.an expressing device very simple conception, with which the above-mentioned difficulties can be avoided by in particular preventing any risk of leakage and an automatic mode of operation with remarkable effectiveness at a relatively greatly reduced displacement or Extension stroke is made possible.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß sie eine dünne, deformierbare Metallmembran aufweist, die den Boden der Form bildet und deren Deformationen durch einen festen, unter der Form angeordneten Sockel begrenzt werden.The device according to the invention is essentially characterized in that it has a thin, Has deformable metal membrane that forms the bottom of the mold and its deformations be limited by a solid base arranged under the mold.

Gemäß dieser Anordnung wird die der Membran eigene Elastizität ausgenutzt, d. h. das ihr eigene Bestreben, ihre ursprüngliche Lage wieder einzunehmen, sobald der auf sie ausgeübte Druck des Formungsvorgangs nachläßt bzw. wegfällt. Die Membran verhält sich also wie eine automatische Ausdrückvorrichtung, wobei die ihrer momentanen Deformation entsprechende Belastung stets auf einen gewissen Bruchteil der Elastizitätsgrenze des für die Membran verwendeten Metalls beschränkt wird.According to this arrangement, the inherent elasticity of the membrane is used, i. H. her own Endeavor to return to their original position as soon as the pressure exerted on them from the molding process subsides or disappears. The membrane behaves like an automatic ejection device, whereby the load corresponding to its momentary deformation always falls to a certain fraction of the elastic limit of the for the The metal used in the membrane is limited.

Es sei hier besonders darauf aufmerksam gemacht, daß sich die Belastung der Membran nicht mehr er-Particular attention should be paid to the fact that the stress on the membrane is no longer

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höht, wenn sie mit der Oberfläche des unter der Form angeordneten Sockels zu Beginn des Formungsvorgangs in Berührung kommt; die Membran wird dann lediglich über ihre Dicke auf Druck belastet, der entsprechend dem Gieß- oder Formdruck ansteigt. Daraus folgt, daß einer Anwendung des vorgeschlagenen Ausdrücksystems bei hohen Drücken nichts entgegensteht, die dann lediglich durch die mechanische Festigkeit des gewählten Materials insgesamt begrenzt wird.increases when it comes into contact with the surface of the base placed under the mold at the start of the molding process; the membrane will then loaded only over their thickness on pressure, which increases according to the casting or molding pressure. It follows that an application of the proposed system of expressions at high pressures is nothing opposed to this, which is then only due to the mechanical strength of the selected material as a whole is limited.

Die nachfolgende Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele wird beispielhaft und nicht einschränkend angegeben und dient der mehr ins einzelne gehenden Erläuterung der Eigenschaften des Erfindungsgegenstandes. In den Zeichnungen zeigtThe following description of several exemplary embodiments is given by way of example and not in a restrictive manner and serves to provide more detailed information detailed explanation of the properties of the subject matter of the invention. In the drawings shows

F i g. 1 schematisch die einfachste Ausführungsform der Erfindung im Schnitt;F i g. 1 schematically shows the simplest embodiment of the invention in section;

Fig.2, 3, 4, 5 und 6 zeigen fünf Ausführungsvarianten, bei denen die Grundvorrichtung nach F i g. 1 mit einem auf die Membran im Sinne ihrer so Anhebung einwirkenden bekannten Hilfssystem verbunden ist;2, 3, 4, 5 and 6 show five design variants in which the basic device according to F i g. 1 is connected to a known auxiliary system which acts on the membrane in the sense of its elevation;

Fig.7 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Ausführungsdetail, das in Verbindung mit einer der vorstehenden Ausführungsarten anwendbar ist;FIG. 7 shows a device according to the invention with an embodiment detail which, in connection with one of the above embodiments is applicable;

F i g. 8 ist eine vergrößerte Einzelansicht eines Teiles der F i g. 7.F i g. 8 is an enlarged detail view of a portion of FIG. 7th

Entsprechende Teile haben auf den verschiedenen Figuren jeweils gleiche Bezugszeichen.Corresponding parts have the same reference numerals in the various figures.

F i g. 1 zeigt eine Form für sehr hohe Drücke, die durch eine Matrizel gebildet wird, deren Boden 2 aus einer dünnen Membran aus Spezialstahl mit erhöhter Elastizitätsgrenze besteht. Vorteilhafterweise kann die Membran 2 direkt aus dem Material der Matrize selbst herausgearbeitet werden, da diese ohnehin wegen der notwendigen Festigkeit für die geplante Anwendung hoher Drücke stest aus einem hochwertigen Stahl besteht.F i g. 1 shows a mold for very high pressures, which is formed by a die, the bottom 2 of which consists of a thin membrane made of special steel with an increased elastic limit. Advantageously the membrane 2 can be worked out directly from the material of the die itself, since this anyway because of the necessary strength for the planned application of high pressures stest from one made of high quality steel.

Die Deformationen der Membran 2 werden nach unten durch den Sockel 3 begrenzt, der unterhalb der Membran und auf der gleichen Höhe wie die Matrizel angeordnet ist. Dazu sind Sockel und Matrize durch Befestigungsschrauben, wie 4, fest miteinander verbunden und an ihrer gemeinsamen UnterseiteS zusammen bearbeitet, wodurch die auf die Membran 2 durch den Formungsdruck in Richtung des Pfeils 6 ausgeübte Schubwirkung vollständig auf den Sockel 3 übertragen werden kann, der die einwirkenden Kräfte seinerseits an eine (nicht gezeigte) Unterlage bzw. einen Unterbau der Presse weitergibt.The deformations of the membrane 2 are limited by the base 3 below, which is below the Membrane and is arranged at the same level as the die. There are also bases and Die by fastening screws, such as 4, firmly connected to each other and to their common Underside S machined together, whereby the thrust exerted on the membrane 2 by the molding pressure in the direction of the arrow 6 is complete can be transferred to the base 3, which in turn transfers the acting forces to a (not shown) base or substructure of the press passes on.

Man sieht, daß die Membran 2 unter den an Hand von F i g. 1 veranschaulichten Ausführungsbedingungen auf Grund ihrer Elastizität bestrebt ist, ihre Aus- gangslage (im unbelasteten Zustand) wieder einzunehmen, sobald der auf sie ausgeübte Formungsdruck nachläßt bzw. wegfällt; ihre Betriebsweise als automatische Ausdrückvorrichtung ist also bis zu einem gewissen Formungsdruck wirksam, der vom verwendeten Material und den Abmessungen der Form abhängt; jenseits dessen kann man die Hubbewegung der Membran durch ein an sich bekanntes Hilfssystem unterstützen, wie es beispielsweise in F i g. 2 gezeigt wird. Man sorgt dazu zwischen Membran und Sockel 3 für den Einlaß eines unter Druck stehenden Strömungsmediums, insbesondere von öl, das von einem Behälter 7 über eine HilfseinlaßleitungIt can be seen that the membrane 2 under the on hand of F i g. 1, due to their elasticity, endeavors to to resume their starting position (in the unloaded state) as soon as the forming pressure exerted on them subsides or disappears; their mode of operation as automatic ejection device is thus effective up to a certain molding pressure, which is from depends on the material used and the dimensions of the mold; Beyond that, the stroke movement of the diaphragm can be determined by a known per se Support auxiliary system, as shown for example in FIG. 2 is shown. To do this, a pressurized inlet is provided between the membrane and the base 3 standing flow medium, in particular of oil, from a container 7 via an auxiliary inlet line

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Ta herkommt. Ein Sicherheitsventil (oder Regler) 8 ermöglicht die Begrenzung des Drucks auf einen dem mechanischen Verhalten der verschiedenen Teile angemessenen Grenzwert. Ta comes from. A safety valve (or regulator) 8 enables the pressure to be limited to a limit value appropriate to the mechanical behavior of the various parts.

Bei der in F i g. 3 gezeigten Ausführungsart hat die Membran 2 eine geschwungene Form an Stelle der im wesentlichen ebenen Form gemäß dem vorangehenden Beispiel, und die Hilfseinlaßleitung 7a für das unter Druck stehende Öl mündet vorzugsweise in der Mitte des Sockels 3. Bei den weiteren, in den Fig. 4, 5 und 6 gezeigten Varianten ist die Membran 2 ein zusätzliches Teil, und sie hat, wie F i g. 4 und 5 zeigen, eine ebene oder eine gekrümmte (oder zylindrische) Form und liegt an einer vollständig ebenen, aus der Matrizel herausgearbeiteten Auflagerungsfläche 9 an und wird durch den fest mit der Matrize verbundenen Sockel 3 kräftig gegen die Matrize längs dieser Auflagerung gepreßt. Bei der Ausführungsart nach F i g. 6 wird die elastische Membran 2 durch einen Zylinder 10 getragen, auf den die Matrize 1 an der mit 11 bezeichneten Stelle, wo ein Austreten von gegossenem Material stattfinden könnte, etwa wie eine Bandage wirkt. Es ist jedoch zu bemerken, daß diese Gefahr eines Austretens stets sehr gering, wenn nicht Null ist, da die Membran praktisch keine Verschiebungen gegen die Matrize in der Zone erleidet, wo diese Leckagen möglich wären.In the case of the in FIG. 3, the membrane 2 has a curved shape in place of the substantially planar shape according to the previous example, and the auxiliary inlet pipe 7a for the pressurized oil opens preferably in the middle of the base 3. For the others, in the In the variants shown in FIGS. 4, 5 and 6, the membrane 2 is an additional part and, as in FIG. 4th Figures 5 and 5 show a planar or a curved (or cylindrical) shape and lies on a completely flat, worked out of the matrix support surface 9 and is fixed by the Die connected base 3 pressed firmly against the die along this support. In the Type of execution according to F i g. 6, the elastic membrane 2 is carried by a cylinder 10 on which the Die 1 at the point indicated by 11, where the poured material emerges could, for example, act like a bandage. It should be noted, however, that this risk of leakage always occurs very small, if not zero, since the membrane has practically no displacements against the die in the zone where these leaks would be possible.

Ganz allgemein besteht nun stets ein Interesse, die Bewegung bzw. den Hub der Membran im größtmöglichen Maße zu erhöhen, was zu einer maximalen Verringerung ihrer Dicke führt. Außerdem ist es vorteilhaft, den anfänglich auf die Membran ausgeübten Druck zu vermindern, damit ihr gesamter Bewegungsweg im kalten Zustand besser erhalten bleibt. Eine Dickenverminderung der Membran bringt nun zwar eine Erniedrigung des anfänglichen Druckes, aber sie läßt normalerweise keine starken Öldrücke für den Ausdrückvorgang zu, da dadurch die mechanische Festigkeit der Membran herabgesetzt wird.In general, there is always an interest in increasing the movement or the stroke of the membrane to the greatest possible extent, resulting in a maximum Reducing their thickness results. In addition, it is advantageous to use the initially exerted on the membrane Reduce pressure so that your entire range of motion is better preserved when cold. One A reduction in the thickness of the membrane brings about a reduction in the initial pressure, but it does normally does not allow strong oil pressures for the pressing out process, as this reduces the mechanical Strength of the membrane is reduced.

Die F i g. 7 und 8 zeigen eine Sicherheitsvorrichtung, die nun in der Tat die Anwendung eines hohen Öldruckes beim Ausdrückvorgang zuläßt, ohne daß die Membran gefährdet wird, deren Verformungsausschlag auf einen vollständig zulässigen Wert begrenzt wird.The F i g. 7 and 8 show a safety device which now in fact uses a high Oil pressure during the expressing process allows without endangering the membrane, the deflection of which is limited to a fully permissible value.

Dazu enthält der Sockel 3, wie in den Figuren gezeigt wird, eine axiale Bohrung 12, in der ein zylindrischer Kolben 13 angeordnet ist, dessen obere Fläche 14 an der Membran 2 anliegt und ihr damit bei ihrer Lageänderung folgt. Der Kolben 13 ist in der Weise gestaltet, daß er den Gesamthub der Membran auf einen zulässigen Grenzwert beschränkt. Zu diesem Zweck ist die Bohrung 12 in ihrem unteren Teil 15 auf einen etwas größeren Querschnitt erweitert und steht durch eine öffnung 16 mit einem Rohransatz 17 für den Abzug des durch eine Leitung 18 in das Innere der Bohrung eingelassenen, unter Druck stehenden Öls in Verbindung. Längs der Achse enthält der Kolben 13 einen zylindrischen Hohlraum 19, der durch öffnungen, wie 20, mit dem unter Druck befindlichen öl in Verbindung steht; außerdem hat der Kolben 13 an seinem unteren Teil eine Ringschulter 21, deren Durchmesser etwas größer ist als derjenige der Bohrung 12.For this purpose, the base 3 contains, as shown in the figures, an axial bore 12 in which a cylindrical piston 13 is arranged, the upper surface 14 of which rests against the membrane 2 and you with it when they change position. The piston 13 is designed in such a way that it limits the total stroke of the diaphragm to a permissible limit value. to For this purpose, the bore 12 is widened in its lower part 15 to a somewhat larger cross section and is through an opening 16 with a Pipe socket 17 for the withdrawal of the let into the interior of the bore through a line 18, below Pressurized oil in communication. The piston 13 contains a cylindrical cavity along the axis 19, which is in communication with the pressurized oil through openings such as 20; aside from that the piston 13 has an annular shoulder 21 at its lower part, the diameter of which is slightly larger than that of the hole 12.

Diese Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Zu Beginn der Ausdrückoperation wird über die Leitung 18 Drucköl zugeführt, das einerseits auf die Unterseite des Kolbens 13 in dem erweiterten unteren TeilThis device works as follows: At the beginning of the express operation, the line 18 pressure oil supplied, on the one hand on the underside of the piston 13 in the enlarged lower part

Claims

15 of the recess 12 comes into play and on the other hand reaches the upper end of the recess 12 via the bore 20 and the cylindrical cavity 19 in the piston 13 and presses there directly on the membrane 2. Since the space above the annular shoulder 21 of the piston 13 is connected to the opening 16 for the discharge of pressurized oil, so there is no counterpressure acting on the annular shoulder 21 that could keep the oil pressure on the underside of the piston in equilibrium, results from the difference between the cross-sectional areas of the piston underside in the enlarged lower part 15 of the recess 12 on the one hand and the upper cover surface of the piston at the upper end of the recess 12 on the other hand a resulting buoyancy force for the piston 13, which is equal to the product of the oil pressure in the line 18 and the area is the annular shoulder 21 and allows the piston 13 to follow the movement of the diaphragm 2. This subsequent movement of the piston 13 only ends when its lower part releases the opening 16 of the pipe socket 17 for the pressure oil to exit. This results in a limitation of the maximum stroke of the diaphragm 2, regardless of the size of the oil pressure initially used for the expressing process, which can easily be adjusted to any desired value by appropriate selection of the length dimensions for the individual parts of the piston 13. When dimensioning the initial oil pressure for the push-out process, there is no need to consider the compressive strength of the membrane, and the push-out process takes place solely through the inherent elasticity of the membrane. It goes without saying that the invention is not restricted to the types of embodiment described and shown, which have only been given by way of example. Patent claims:

1. Ausdriickvorridhtung for a mold used at very high pressures, characterized in that it has a thin and deformable metallic membrane (2) forming the bottom of the mold and a solid base (3) arranged under the membrane (2) which has the The extent of the deformation of the membrane (2) is limited.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the metallic membrane is directly is worked into the bottom of the mold.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the metallic membrane is even.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the metallic membrane has a Forms part by itself and on a flat support surface worked out of the shape between this and the fixed base.

5. Apparatus according to claim 1, characterized in that the metallic membrane is carried by a cylinder on which the shape acts like a bandage from the outside.

6. The device according to claim 1, characterized in that the fixed base (3) contains a movable piston (13) which rests against the membrane and limits its changes in position to a limit value.

For this purpose 2 sheets of drawings