FR2631862A1 - COOLED PISTON TRANSFER DEVICE, METAL FUSION COMPOSITION ON HIGH PRESSURE VERTICAL MOLDING PRESS - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif de transfert d'une composition métallique en fusion sur une presse verticale de moulage. Ce dispositif est constitué d'un module supérieur dans lequel peut être placé un moule 7, et d'un module inférieur comprenant un dispositif d'alimentation et un piston refroidi 4 se déplaçant verticalement pour assurer le refoulement du métal dans le moule. Le piston 4 comporte une zone de refroidissement privilégiée 18 localisée à la périphérie de sa paroi frontale 16, ce piston pouvant coulisser avec un jeu prédéterminé à l'intérieur du dispositif d'alimentation contenant le métal à refouler.The invention relates to a device for transferring a molten metal composition to a vertical molding press. This device consists of an upper module in which a mold 7 can be placed, and of a lower module comprising a feed device and a cooled piston 4 moving vertically to ensure the delivery of the metal in the mold. The piston 4 comprises a privileged cooling zone 18 located at the periphery of its front wall 16, this piston being able to slide with a predetermined clearance inside the supply device containing the metal to be forced.
Description
263 1862263 1862
Dispositif de transfert à piston refroidi, d'une composition métallique en fusion sur une presse verticale de moulage à forte pression Cooled piston transfer device, of a molten metal composition on a high pressure die press
L'invention concerne un dispositif de transfert sous forte pres- The invention relates to a transfer device under strong pressure.
sion d'une composition métallique en fusion, ce système possédant of a molten metal composition, this system having
un piston muni d'un système de refroidissement. a piston provided with a cooling system.
Les appareils connus de moulage sous pression possèdent pour la plupart un système d'injection de métal en fusion agencé de façon The known pressure casting apparatus have for the most part a molten metal injection system arranged so
à injecter verticalement le métal en fusion dans des moules. to vertically inject the molten metal into molds.
Ils sont généralement constitués de deux modules: - un module supérieur au niveau duquel peuvent être installés le moule et le dispositif de démoulage; - un module inférieur dont les principaux éléments sont le cylindre d'injection, le piston d'injection et le dispositif d'alimentation. Dans le présent texte, on entend par dispositif d'alimentation un They generally consist of two modules: an upper module at which the mold and the demolding device can be installed; - A lower module whose main elements are the injection cylinder, the injection piston and the feed device. In the present text, the term "feeding device" means
dispositif au niveau duquel la composition en fusion est intro- device at which the melt composition is introduced
duite.pick.
La principale difficulté de la méthode de moulage sous forte pres- The main difficulty of the molding method under heavy pressure
sion consiste à éviter que le métal en fusion ne refroidisse trop au cours de son transfert dans le moule. En effet le métal refroidi voit sa viscosité augmenter, ce qui nuit gravement au maintien de la pression pendant l'opération de pressage et en This is to prevent the molten metal from cooling too much during its transfer into the mold. Indeed the cooled metal increases its viscosity, which seriously affects the maintenance of pressure during the pressing operation and
corollaire à la qualité des pièces moulées. corollary to the quality of molded parts.
Il est connu de l'état de la technique, de nombreux appareils de It is known from the state of the art, many devices of
moulage sous pression.die casting.
Les plus élaborés sont munis de dispositifs d'alimentation visant The most sophisticated ones are equipped with feeding devices aimed at
à diminuer le temps de transfert en agissant sur le mode d'alimen- to reduce the transfer time by acting on the power supply mode.
tation de la composition métallique en fusion. tation of the molten metal composition.
Le brevet FR 2 446 145 concerne une machine à couler sous pression verticale dans laquelle la fusion se fait directement au sein de la machine grâce à une bobine électromagnétique. Le métal est introduit alors qu'il est solide par un bras mécanique. La chambre de fusion est agencée coaxialement sous un cylindre d'injection pour réduire le temps qui existe entre la fonte du métal et son The patent FR 2,446,145 relates to a vertical die casting machine in which the fusion is done directly within the machine through an electromagnetic coil. The metal is introduced while it is solid by a mechanical arm. The melting chamber is arranged coaxially under an injection cylinder to reduce the time between the melting of the metal and its
injection dans le moule.injection into the mold.
Le brevet EP 164 301 décrit quant à lui un appareil de moulage EP 164 301 describes a molding apparatus for its part
sous pression verticale comprenant deux modules. Le module infé- vertical pressure comprising two modules. The lower module
rieur constitué du piston et du cylindre d'injection est monté en rotation sur un axe de façon-à ce que la composition en fusion puisse être versée directement dans le cylindre d'injection et, par un simple mouvement angulaire, ramenée rapidement sous le The piston and the injection cylinder are rotatably mounted on an axle so that the melt composition can be poured directly into the injection cylinder and, by a simple angular movement, quickly returned to the injection cylinder.
module supérieur afin de subir l'opération de pressage à l'inté- module in order to undergo the pressing operation within the
rieur du moule. Le dispositif d'alimentation comprend donc le laughter of the mold. The feeding device therefore comprises the
cylindre d'injection lui-même.injection cylinder itself.
Ces dispositifs permettent de réduire le temps et la distance de transfert du métal fondu mais engendrent inévitablement un risque de choc thermique à l'endroit oh le métal fondu tombe. La durée de These devices make it possible to reduce the time and the transfer distance of the molten metal but inevitably generate a risk of thermal shock at the point where the molten metal falls. The duration of
vie des parties sur lesquelles est versé le métal fondu (c'est-à- the life of the parts on which the molten metal is poured (ie
dire principalement le piston et les parois de la chambre d'injec- mainly say the piston and the walls of the injection chamber
tion), en est considérablement diminuée. tion), is considerably reduced.
Pour éviter cet échauffement excessif du piston et des parois de la chambre d'injection, divers dispositifs de refroidissement du To avoid this excessive heating of the piston and the walls of the injection chamber, various cooling devices of the
piston ont été élaborés.piston were developed.
Lors de l'opération de pressage, le piston refoule à grande vites- During the pressing operation, the piston drives back rapidly
se le métal dans le moule de façon à garantir un bon remplissage the metal in the mold to ensure a good filling
de celui-ci.of it.
Comme nous venons de l'expliciter, l'introduction de matière en fusion dans la chambre d'injection a pour effet de provoquer un échauffement important, d'une part de la paroi frontale du piston d'injection servant de base à la chambre d'injection, d'autre part As we have just explained, the introduction of molten material into the injection chamber has the effect of causing significant heating, on the one hand of the front wall of the injection piston serving as a base for the chamber of injection. injection, secondly
des parois mêmes de la chambre.walls of the room.
L'un des autres problèmes inhérents au moulage sous pression sera donc de contrôler les températures de la chambre d'injection et du One of the other problems inherent in die-casting will therefore be to control the temperatures of the injection chamber and the
piston au moment du chargement et pendant l'opération de pressage. piston during loading and during the pressing operation.
Les dilatations différentes du piston d'injection et des parois de la chambre d'injection, dues à des caractéristiques structurales, provoquent l'augmentation de l'espace existant entre ces deux pièces, espace dans lequel pénètre plus ou moins le métal liquide lors de la coulée ou lors de l'injection. Cet écoulement a pour conséquence d'augmenter considérablement le frottement entre ces deux pièces et de ralentir la vitesse du piston dans l'alésage cylindrique de la chambre d'injection et d'exercer obligatoirement une influence néfaste sur la qualité des pièces coulées et sur la durée de vie de l'appareillage notamment lorsque la pénétration du métal entraîne un grippage tendant à coincer les deux pièces en mouvement. 263 18i62 Il est connu dans l'état de la technique différents procédés consistant à refroidir le piston d'injection pour limiter les The different expansions of the injection piston and the walls of the injection chamber, due to structural characteristics, cause the increase of the space existing between these two parts, space in which the liquid metal penetrates more or less during casting or during injection. This flow has the effect of considerably increasing the friction between these two parts and slowing the speed of the piston in the cylindrical bore of the injection chamber and necessarily exerting a detrimental influence on the quality of the castings and on the life of the equipment especially when the penetration of the metal leads to seizure tending to jam the two moving parts. 263 18i62 It is known in the state of the art various processes of cooling the injection piston to limit the
différences de dilatation du piston et de la chambre d'injection. differences in the expansion of the piston and the injection chamber.
Le brevet français n' 2 416 754 décrit un dispositif de refroidis- sement du piston d'injection avec utilisation d'un circuit d'eau de refroidissement à l'intérieur du piston raccordé à un réseau de distribution d'eau et couplé à un système de contrôle du débit d'eau. Le brevet européen EP 116 906 décrit un piston d'injection muni d'un système interne de refroidissement plus élaboré constitué d'une canalisation délimitée par les parois internes du piston et par une pièce d'embouchure pourvue d'un tube d'alimentation du French Patent No. 2,416,754 describes a device for cooling the injection piston using a cooling water circuit inside the piston connected to a water distribution network and coupled to a water flow control system. European Patent EP 116 906 discloses an injection piston provided with a more elaborate internal cooling system consisting of a pipe delimited by the inner walls of the piston and by a mouthpiece provided with a feed tube of the
liquide de refroidissement.cooling liquid.
Ces dispositifs permettent un refroidissement uniforme de toute la paroi frontale du piston. Ils ont pour principal inconvénient d'induire un refroidissement excessif de cette paroi frontale, ce qui a pour conséquence de provoquer la solidification partielle du métal qui entre en contact avec elle. Ce métal semi-solidifié se transforme en croûtes qui perturbent l'opération de pressage et provoquent une variation de la durée de remplissage du moule, ce These devices allow uniform cooling of the entire front wall of the piston. They have the main disadvantage of inducing excessive cooling of the front wall, which has the effect of causing partial solidification of the metal which comes into contact with it. This semi-solidified metal is transformed into crusts which disturb the pressing operation and cause a variation of the filling time of the mold.
qui nuit à la qualité des pièces moulées. which affects the quality of the molded parts.
Le problème technique que se propose de résoudre l'invention est complexe. Le temps de transfert du métal en fusion doit être rapide pour assurer un bon remplissage du moule et une bonne qualité des pièces moulées. Cependant, le métal à mouler ne doit pas posséder The technical problem to be solved by the invention is complex. The transfer time of the molten metal must be fast to ensure a good filling of the mold and a good quality of the molded parts. However, the metal to be molded must not possess
une température trop élevée afin d'éviter les problèmes de dila- too high a temperature in order to avoid the problems of
tation et de métallurgie explicités précédemment qui nuisent à la durée de vie de la presse et à la qualité métallurgique des pièces tion and metallurgy explained earlier that affect the life of the press and the metallurgical quality of the parts.
moulées.molded.
Il est donc nécessaire de refroidir le métal mais il et également nécessaire de ne pas le refroidir trop, tout en assurant un bon transfert dans le moule ce qui implique qu'aucun grippage ne doit It is therefore necessary to cool the metal but it is also necessary not to cool it too much, while ensuring a good transfer into the mold which implies that no seizure must
se produire entre le piston et la chambre d'injection. occur between the piston and the injection chamber.
La présente invention a pour objet un dispositif de transfert sous pression d'une composition métallique en fusion muni d'un piston à The present invention relates to a device for transferring under pressure a molten metal composition provided with a piston to
zone de refroidissement périphérique privilégiée permettant d'ob- privileged peripheral cooling zone which makes it possible
tenir pendant le temps très court du transfert de la composition métallique en fusion l'autoconstruction d'un joint étanche tout en évitant les problèmes relatifs à la dilatation thermique du piston during the very short time of the transfer of the molten metal composition, to hold the autoconstruction of a seal while avoiding problems relating to the thermal expansion of the piston
et le grippage sur les parois de la chambre d'injection. and galling on the walls of the injection chamber.
Le but de l'invention est de réaliser un joint étanche entre le piston et la paroi de la chambre d'injection, de façon à éviter The object of the invention is to provide a seal between the piston and the wall of the injection chamber, so as to avoid
tout écoulement de matière en fusion tout en écartant la possibi- any flow of molten material while excluding the possibility of
lité d'un refroidissement excessif de la partie frontale du pis- excessive cooling of the front part of the pis-
ton, afin de pallier aux inconvénients cités dans l'introduction. your tone, in order to overcome the disadvantages mentioned in the introduction.
Cet appareil de moulage peut être utilisé pour mouler des maté- This molding apparatus can be used to mold materials
riaux ayant un point de fusion supérieur à 400'C, c'est-à-dire les with a melting point above 400 ° C, that is the
métaux et les alliages. Dans la présente description, la dénomina- metals and alloys. In this description, the denomination
tion "composition métallique" doit s'entendre comme comprenant les métaux et les alliages, notamment les alliages composites à 25. matrice métallique. Les pressions de travail générées par le The term "metallic composition" should be understood to include metals and alloys, especially metal matrix composite alloys. The working pressures generated by the
piston varient de 200 à 800 bars.piston range from 200 to 800 bars.
Le dispositif de transfert de composition métallique en fusion selon l'invention est constitué d'un module supérieur, réalisé selon une méthode connue de l'état de la technique et dans lequel peut être placé le moule et d'un module inférieur comprenant un The molten metal composition transfer device according to the invention consists of an upper module, made according to a method known from the state of the art and in which the mold can be placed and a lower module comprising a
dispositif d'alimentation et un piston. feeding device and a piston.
Le piston comporte une zone de refroidissement privilégiée loca- The piston has a preferred cooling zone located
lisée à la périphérie de sa paroi frontale, ce piston coulissant located on the periphery of its front wall, this sliding piston
avec un jeu prédéterminé à l'intérieur du dispositif d'alimenta- predetermined clearance within the feed device
tion contenant la composition métallique à refouler. containing the metal composition to be reprocessed.
Plus précisemment la paroi frontale de ce piston est munie d'un chanfrein périphérique formant avec la paroi frontale un angle aigu inférieur à 45' et préférentiellement compris entre 25 et ' et délimitant avec la paroi de la chambre d'injection une cavité tronconique. Le piston est également muni d'un circuit interne de refroidissement comportant une gorge périphérique creusée dans la paroi frontale du piston, cette gorge permettant de transformer le chanfrein périphérique cité précédemment en zone More specifically, the front wall of this piston is provided with a peripheral chamfer forming with the front wall an acute angle less than 45 'and preferably between 25 and' and delimiting with the wall of the injection chamber a frustoconical cavity. The piston is also provided with an internal cooling circuit comprising a peripheral groove dug in the front wall of the piston, this groove making it possible to transform the peripheral chamfer mentioned above into a zone
privilégiée de refroidissement.privileged cooling.
Une autre caractéristique de l'invention réside dans le fait que la paroi frontale du piston a une épaisseur qui est au moins deux fois plus importante dans sa partie centrale que dans sa partie Another feature of the invention lies in the fact that the front wall of the piston has a thickness which is at least twice as great in its central part as in its part.
périphérique. La partie centrale est ainsi beaucoup moins refroi- peripheral. The central part is thus much less
die que la partie périphérique.die than the peripheral part.
Selon une variante préférentielle de l'invention la paroi frontale du piston est revêtue d'un bouclier thermique. Ce bouclier est constitué d'une couche d'un matériau possédant, d'une part un According to a preferred embodiment of the invention the front wall of the piston is coated with a heat shield. This shield consists of a layer of a material having, on the one hand, a
coefficient de conductibilité thermique suffisamment faible c'est- sufficiently low coefficient of thermal conductivity
à-dire inférieur à celui de la tête du piston, et d'autre part une dureté supérieure à celle de la tête du piston. Les matériaux préférentiellement utilisés sont les carbures et les nitrures tels que le carbure de chrome ou le carbure de tungstène, du type de ceux commercialisés par la Société Union Carbide sous la marque UCAR. that is to say less than that of the piston head, and secondly a hardness greater than that of the piston head. The materials preferably used are carbides and nitrides such as chromium carbide or tungsten carbide, of the type marketed by Union Carbide under the UCAR trademark.
La virole du piston est également entièrement ou partiellement re- The piston ring is also wholly or partly
vêtue d'une protection thermique pour améliorer le coulissement entre le piston et la paroi de la chambre et ayant de plus un r8le anti-usure. Selon un autre aspect préférentiel de l'invention, la zone de fitted with thermal protection to improve the sliding between the piston and the wall of the chamber and also having an anti-wear role. According to another preferred aspect of the invention, the zone of
refroidissement est en connexion avec un circuit de refroidis- cooling is in connection with a cooling circuit
sement dont le débit est modulable - dans un premier temps, correspondant à la- période précédant l'introduction de la matière à mouler en fusion, le débit du liquide de refroidissement est faible de façon à ne pas refroidir excessivement le piston, tout en évitant les risques de vaporisation; - dans un second temps au cours duquel la matière à mouler en fusion est introduite, le débit est fort pour assurer un bon In a first stage, corresponding to the period preceding the introduction of the melt-molding material, the flow rate of the coolant is low so as not to excessively cool the piston, while avoiding the risks of spraying; - in a second time during which the molten casting material is introduced, the flow is strong to ensure a good
refroidissement de la zone périphérique privilégiée du piston. cooling of the privileged peripheral zone of the piston.
Cette augmentation du débit accélère la formation du joint étanche à structure fine dans la cavité tronconique, tout en évitant au This increase in the flow rate accelerates the formation of the tight seal in the frustoconical cavity, while avoiding the
liquide de refroidissement de passer en phase vapeur. coolant to go into the vapor phase.
Le dispositif d'alimentation en métal en fusion peut être tout système décrit dans l'art antérieur, tel que le dispositif décrit dans le brevet EP 164 301. Dans ce brevet le métal en fusion est introduit directement dans le cylindre d'injection. Cependant, The molten metal supply device may be any system described in the prior art, such as the device described in patent EP 164 301. In this patent the molten metal is introduced directly into the injection cylinder. However,
selon une variante préférentielle qui permet d'accélérer la forma- according to a preferred variant which makes it possible to accelerate
tion du joint périphérique étanche selon l'invention, ce système d'alimentation réside en un conteneur sans fond pouvant coulisser horizontalement et de façon étanche sur une sole chauffante d'une According to the invention, this feed system consists of a bottomless container which can slide horizontally and in a sealed manner on a heating floor of a
position de chargement vers une position de moulage et vice- loading position to a molding position and vice versa.
versa. Lorsque le conteneur est en position de moulage, il consti- versa. When the container is in the molding position, it constitutes
tue la partie supérieure de la chambre d'injection. kills the upper part of the injection chamber.
L'invention est ci-après plus précisément décrite en référence aux The invention is hereinafter more specifically described with reference to the
dessins annexés à titre d'exemple de réalisation nullement limi- attached drawings as a non-limiting
tatif: La figure 1 représente, en coupe frontale, le module inférieur de tative: Figure 1 shows, in frontal section, the lower module of
26'31 6226'31 62
l'appareil de moulage selon l'invention équipé du système d'ali- the molding apparatus according to the invention equipped with the feeding system
mentation préférentiel; La figure 2 représente une vue en coupe du piston de la figure 1; La figure 3 représente une vue en bout de la tête du piston de la figure 1; La figure 4 représente une vue latérale de la tête d'un piston preferential treatment; Figure 2 shows a sectional view of the piston of Figure 1; Figure 3 shows an end view of the piston head of Figure 1; Figure 4 shows a side view of the head of a piston
construit selon une variante préférentielle. constructed according to a preferred variant.
L'appareil de moulage sous pression décrit ci-après est réalisé en acier allié à 5% de chrome, utilisé communément à l'état traité The die casting apparatus described below is made of 5% chromium alloy steel, commonly used in the treated state.
dans l'élaboration des moules.in the making of mussels.
Selon la figure 1, le module supérieur réalisé selon une méthode connue n'est pas représenté. Seul le moule 7 est ici figuré en According to Figure 1, the upper module made according to a known method is not shown. Only the mold 7 is here figured in
traits mixtes fins.fine mixed lines.
Le corps de presse 9 est constitué, d'une part d'un bâti 1 sur- The press body 9 is constituted, on the one hand, of a frame 1 sur-
monté d'un joint en amiante 34 et équipé d'une sole chauffante 2 et dans lequel est agencé selon un axe vertical un cylindre d'injection 3 et d'autre part, d'un conteneur 5 sans fond pouvant coulisser sur la sole 2 selon un mouvement horizontal de façon à mounted with an asbestos seal 34 and equipped with a heating floor 2 and in which is arranged along a vertical axis an injection cylinder 3 and secondly, a bottomless container 5 slidable on the floor 2 in a horizontal motion so as to
se placer coaxialement au cylindre d'injection 3. to be placed coaxially with the injection cylinder 3.
Le conteneur sans fond est représenté en position de moulage, tandis que la position de chargement est présentée en traits The bottomless container is shown in the molding position, while the loading position is shown in outline.
mixtes fins.mixed purposes.
Le piston 4 coulisse verticalement dans le cylindre d'injection et The piston 4 slides vertically in the injection cylinder and
est ici représenté en position basse. is here represented in the low position.
Le conteneur sans fond 5 délimite un espace cylindrique qui cons- The bottomless container 5 delimits a cylindrical space which
titue la partie supérieure de la chambre d'injection 6, la partie inférieure de cette chambre étant délimitée par le cylindre d'injection 3. Le diamètre interne du conteneur sans fond 5 est le the upper part of the injection chamber 6, the lower part of this chamber being delimited by the injection cylinder 3. The internal diameter of the bottomless container 5 is the
même que celui du cylindre d'injection 3. same as that of the injection cylinder 3.
Les parois du conteneur sans fond 5 sont isolées thermiquement et traitées antiadhérence. Ce conteneur sans fond 5 est de plus muni The walls of the bottomless container 5 are thermally insulated and anti-adhesion treated. This bottomless container 5 is further provided with
d'un système interne de préchauffage 8. an internal preheating system 8.
Le conteneur sans fond coulisse par un mouvement horizontal à The bottomless container slides by a horizontal movement to
vitesse variable sur la sole chauffante 2 également isolée thermi- variable speed on the heating floor 2 also thermally insulated
quement et traitée antiadhérence. La sole 2 est munie d'un moyen and treated anti-adhesion. The sole 2 is provided with a means
de chauffage 33.heating 33.
Selon cette structure préférentielle du système d'alimentation, la sole 2 n'est chauffante que sur une partie, correspondant environ à la zone en contact avec le conteneur lorsque celui-ci est en position de chargement. Cette position est représentée en traits According to this preferred structure of the supply system, the hearth 2 is only heated on a part, approximately corresponding to the zone in contact with the container when the latter is in the loading position. This position is represented in lines
mixtes fins.mixed purposes.
L'isolation thermique et le traitement antiadhérence des parois du conteneur sans fond 5 et de la surface de la sole chauffante 2 sont réalisés par apport d'une couche de carbure de tungstène rectifiée, suivi d'un lissage au graphite. Les carbures et les nitrures préférentiellement employés sont le carbure de chrome, le The thermal insulation and anti-adhesion treatment of the walls of the bottomless container 5 and the surface of the heating floor 2 are made by adding a layer of rectified tungsten carbide, followed by a graphite smoothing. The carbides and nitrides preferentially employed are chromium carbide,
carbure de tungstène, le nitrure de brome et le nitrure de tung- tungsten carbide, bromine nitride and tungsten nitride
stène. L'étanchéité du conteneur 5 sans fond coulissant sur la sole chauffante 2 est obtenue par contact métal-métal des zones isolées Stene. The sealing of the container 5 without sliding bottom on the heating floor 2 is obtained by metal-metal contact of the isolated areas
sur la sole 2 et sur les parois du conteneur 5. on the floor 2 and on the walls of the container 5.
Le cylindre d'injection 3 a une position coaxiale au conteneur lorsque celui-ci est en position de moulage. La surface intérieure de ce cylindre est également revêtue d'une protection thermique et traitée antiadhérence de la même façon que la sole chauffante 3 et The injection cylinder 3 has a position coaxial with the container when the latter is in the molding position. The inner surface of this cylinder is also coated with a thermal protection and treated anti-adhesion in the same way as the heating sole 3 and
les parois du conteneur sans fond 5. the walls of the bottomless container 5.
L'intérieur du corps de presse, c'est-à-dire la chambre d'injec- The inside of the press corps, ie the injection chamber
tion 6 délimitée d'une part par le cylindre d'injection 3 d'autre part par les parois internes du conteneur 5 est donc entièrement graphité. tion 6 delimited on the one hand by the injection cylinder 3 on the other hand by the inner walls of the container 5 is entirely graphited.
L'opération de graphitage de la chambre est régulièrement effec- The graphiting operation of the chamber is regularly performed.
tuée grâce à une bourre à graphite. La surface de la sole est éga- killed by a graphite floss. The surface of the sole is also
lement graphitée en permanence grâce à un réservoir de graphite. permanently graphited thanks to a graphite tank.
Selon la figure 2, le piston 4 d'injection selon l'invention est According to FIG. 2, the injection piston 4 according to the invention is
constitué d'une tige 10, d'un corps 11 et d'une tête 12. consisting of a rod 10, a body 11 and a head 12.
La tige du piston 10 comprend dans son extrémité un corps 13 pourvu d'un épaulement 14. Le corps 11 est vissé dans le corps 13 The piston rod 10 comprises in its end a body 13 provided with a shoulder 14. The body 11 is screwed into the body 13
du piston jusqu'à une position de butée définie par épau- from the piston to an abutment position defined by
lement 14. L'étanchéité entre le corps du piston 11 et le corps de 14. The seal between the piston body 11 and the body of the
la tige 13 est réalisée grâce à un joint torique 15. the rod 13 is made by means of an O-ring 15.
A l'extrémité supérieure du corps 11 du piston est fixée la tête 12 du piston. La tête du piston possède sur la face externe de sa paroi frontale 16 un chanfrein périphérique 17 formant un At the upper end of the body 11 of the piston is fixed the head 12 of the piston. The piston head has on the outer face of its front wall 16 a peripheral chamfer 17 forming a
angle aigu de 25' avec la normale à cette face. La paroi fron- acute angle of 25 'with the normal to this face. The boundary wall
tale 16 est creusée sur sa face interne d'une gorge périphé- tale 16 is hollowed on its inner face with a peripheral groove
rique 19. Le chanfrein 17 et la gorge 19 définissent une zone 19. The chamfer 17 and the groove 19 define an area
périphérique de refroidissement privilégiée 18. preferred cooling device 18.
La tige 10 du piston comporte un canal coaxial 20 dans lequel est The rod 10 of the piston comprises a coaxial channel 20 in which is
disposé un tube central 21 de section annulaire permettant l'ali- disposed a central tube 21 of annular section for the food
mentation en liquide de refroidissement. Le diamètre du tube 21 est suffisamment inférieur au diamètre du canal coaxial du piston de façon à ménager une fente annulaire 28 entre la paroi interne cooling liquid. The diameter of the tube 21 is sufficiently smaller than the diameter of the coaxial channel of the piston so as to provide an annular slot 28 between the inner wall
de la tige du piston et la paroi externe du tube 21. of the piston rod and the outer wall of the tube 21.
Ce tube 21 est muni en son extrémité d'une ouverture latérale 22 This tube 21 is provided at its end with a lateral opening 22
de diamètre égale au diamètre de la section interne du tube 21. of diameter equal to the diameter of the inner section of the tube 21.
Une allonge 23 est en appui sur la partie centrale interne de la tête du piston 12 et présente, d'une part une ouverture 24 de même diamètre que l'ouverture 22 et d'autre part une nervure spiralée de section trapézoïdale de façon à ce-que les ouvertures 22 et 24 soient en regard. L'ensemble des pièces internes du piston est maintenu en place au moyen du corps de la tige 13 qui est vissée An elongate 23 bears against the inner central part of the piston head 12 and has, on the one hand, an opening 24 of the same diameter as the opening 22 and, on the other hand, a spiral rib with a trapezoidal section so that the openings 22 and 24 are facing each other. All internal parts of the piston is held in place by means of the body of the rod 13 which is screwed
dans le corps du piston 11.in the piston body 11.
Les parois du corps 11 du piston et de l'allonge 23 délimitent une chambre hélicoïdale 26. Cette chambre se prolonge par une autre chambre annulaire.27 définie par la gorge périphérique 19 ménagée dans la paroi interne de la tête du piston et est également en communication avec la fente annulaire 28 définie par les parois de The walls of the body 11 of the piston and the elongate 23 define a helicoidal chamber 26. This chamber is extended by another annular chamber 27 defined by the peripheral groove 19 formed in the inner wall of the piston head and is also communication with the annular slot 28 defined by the walls of
la tige 10 du piston et par le tube 21. the rod 10 of the piston and the tube 21.
Selon la figure 3 le chanfrein 17 et la platine 29 constituent la According to FIG. 3, the chamfer 17 and the plate 29 form the
paroi frontale 16 de la tête 12 du piston. La platine 29 est revê- front wall 16 of the head 12 of the piston. The plate 29 is coated
tue d'un bouclier thermique 32 sur toute sa surface. Le chanfrein 17 possède des portées en creux 30 recouvertes d'une protection thermique de même nature que le revêtement de la platine et kills a heat shield 32 over its entire surface. The chamfer 17 has hollow surfaces 30 covered with a thermal protection of the same nature as the coating of the plate and
assurent la continuité avec le revêtement de la virole. ensure continuity with the coating of the shell.
Le nombre de portées que possède le chanfrein 17 est de quatre The number of staves that has the chamfer 17 is four
mais ce nombre peut varier de quatre à huit. but this number may vary from four to eight.
En se rapportant à la figure 4, la tête 12 du piston construit selon une variante préférentielle de l'invention comporte une virole 31 qui est pourvue d'une protection thermique partielle disposée en spirales à large pas et présentant une continuité Referring to Figure 4, the head 12 of the piston constructed according to a preferred embodiment of the invention comprises a shell 31 which is provided with a partial thermal protection arranged in spirals with large pitch and having continuity
partielle avec le revêtement thermique 32 de la platine. partial with the thermal coating 32 of the plate.
La description du mode de fonctionnement de l'appareil de moulage Description of the operating mode of the molding apparatus
sous pression selon l'invention est réalisée en référence à under pressure according to the invention is carried out with reference to
l'ensemble des figures.the set of figures.
Avant de commencer l'opération de moulage, une composition à mouler est, par exemple, en attente dans un 'four dit de maintien qui permet de la conserver à une température donnée, généralement Before starting the molding operation, a molding composition is, for example, waiting in a so-called holding oven that allows it to be kept at a given temperature, generally
comprise aux environs de 650'C.around 650'C.
Le conteneur sans fond 5 est mis en position de chargement (en The bottomless container 5 is placed in the loading position (in
traits fins sur la figure 1). Une louche automatique permet l'ali- fine lines in Figure 1). An automatic ladle allows the
mentation du conteneur en position d'attente par un volume prédé- container in the waiting position by a predetermined volume
terminé de la composition en fusion. completed the melt composition.
La louche permet la dépose du volume de métal dans le conteneur, éventuellement au travers d'une protection gazeuse pour éviter la The ladle allows the removal of the volume of metal in the container, possibly through a gas shield to avoid the
formation d'oxydes.formation of oxides.
Le conteneur 5 rempli est animé par un mouvement horizontal de coulissement à vitesse variable sur la sole chauffante 2. La composition en fusion est ainsi translatée au dessus du cylindre d'injection 3 dans lequel est disposé le piston 4 en position basse. La position basse du piston est telle que la platine 29 de celui-ci est dans le même plan que la surface supérieure de la sole 2. La paroi frontale 16 du piston 4 c'est-à-dire la platine The filled container 5 is driven by a horizontal sliding movement at variable speed on the heating floor 2. The molten composition is thus translated above the injection cylinder 3 in which the piston 4 is placed in the low position. The low position of the piston is such that the plate 29 thereof is in the same plane as the upper surface of the sole 2. The front wall 16 of the piston 4, that is to say the plate
29 et le chanfrein 17 forment ainsi la base de la chambre d'injec- 29 and the bevel 17 thus form the base of the injection chamber
tion 6.tion 6.
Apres avoir mis en marche le système d'alimentation en liquide de After having started the liquid supply system of
refroidissement, celui-ci est amené sous pression par le tube 21. cooling, it is brought under pressure by the tube 21.
Il envahit ensuite la chambre annulaire 27 grâce à la connexion formée par les ouvertures 22 et 24. La faible épaisseur de la paroi de la tête du piston au niveau du chanfrein 17 permet de créer une zone de refroidissement privilégiée 18 sur la périphérie de la tête du piston. Le liquide de refroidissement circule ensuite dans la chambre hélicoïdale 26 puis dans la fente It then invades the annular chamber 27 through the connection formed by the openings 22 and 24. The small thickness of the wall of the piston head at the chamfer 17 creates a preferred cooling zone 18 on the periphery of the head of the piston. The coolant then circulates in the helical chamber 26 and then in the slot
annulaire 28 qui communique avec une pompe non représentée. - annular 28 which communicates with a pump not shown. -
Lors du coulissement horizontal du conteneur sans fond 5 sur la sole chauffante 2 vers la position de moulage, dès que l'ouverture du conteneur 5 parvient au bord du cylindre d'injection 3, il se During the horizontal sliding of the bottomless container 5 on the heating floor 2 to the molding position, as soon as the opening of the container 5 reaches the edge of the injection cylinder 3, there is
produit une répartition naturelle très rapide d'un volume prédé- produces a very fast natural distribution of a predefined volume
terminé de composition en fusion dans la cavité tronconique déli- finished melt composition in the truncated conical cavity
mitée par le chanfrein 17 et la surface inférieure de la chambre d'injection 6. L'entrée en contact du métal avec la zone refroidie provoque alors la cristallisation locale du métal à mouler et le -joint ainsi formé persiste, pendant toute la durée du transfert vertical. Pendant la course du piston le joint en forme d'anneau tronconique ainsi réalisé assure l'étanchéité et résiste à la pression et The contacting of the metal with the cooled zone then causes the local crystallization of the metal to be molded and the joint thus formed persists, for the duration of the process, by the chamfer 17 and the lower surface of the injection chamber 6. vertical transfer. During the stroke of the piston the frustoconical ring-shaped seal thus produced seals and resists pressure and
permet donc de maintenir cette pression pendant la solidification. therefore allows to maintain this pressure during solidification.
Tout écoulement indésirable est ainsi évité au niveau du jeu entre Any unwanted flow is thus avoided at the level of the game between
le piston et le système d'alimentation contenant le métal à refou- the piston and the feed system containing the refolding metal
ler, et tout risque de grippage entre le piston et le conteneur ler, and any risk of seizure between the piston and the container
sans fond est ainsi écarté.bottomless is thus discarded.
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