FR2720306A1 - Machine à mouler. - Google Patents

Abstract

Une machine à mouler pour fabriquer un objet métallique moulé, telle qu'une machine à mouler sous pression ou une machine à forger, comporte de manière usuelle un moule creux (7) correspondant à la forme de l'objet. Le métal est introduit à l'aide d'un dispositif de pressage tel qu'un piston (6) par une chambre d'alimentation (4) s'étendant le long d'un axe longitudinal A ayant une section transversale prédéterminée. Entre le moule creux (7) et la chambre d'alimentation (4) est prévu un passage (18) à section transversale rétrécie. Devant ce passage rétréci (18), du côté de la chambre d'alimentation (4), est prévu un espace (16) allant en s'agrandissant radialement vers l'extérieur, par rapport à la section transversale prédéterminée de la chambre d'alimentation (4) et à section transversale allant également en s'agrandissant, par rapport à l'axe longitudinal (A), radialement vers l'extérieur.

Description

A Machn-e à mouler L'invention concerne une machine à mouler pour

fabriquer un objet métallique moulé, avec un moule creux correspondant à la forme de l'objet, dans lequel le métal peut être introduit à l'aide d'un dispositif de pressage, par l'intermédiaire d'une chambre d'alimentation s'étendant le long d'un axe longitudinal ayant une section transversale prédéterminée, entre moule creux et la chambre d'alimentation étant prévu un passage à section transversale rétrécie. Une machine à mouler de ce type est connue par le GB-A- 746 712. Il faut ici mentionner que l'invention ne se limite en aucune façon à des machines de moulage souspression, mais qu'elle est applicable à des machines de forgeage et à d'autres machines de moulage pour lesquelles

est utilisé un moule creux ou une matrice creuse.

La machine connue résoud à l'aide du passage rétréci le problème de la séparation du culot d'injonction à l'achèvement d'un cycle machine, visà-vis de ce qu'on appelle la tablette c'est-à-dire le résidu métallique subsistant dans la chambre de coulée. Outre cela, cette construction résoud cependant également un autre problème connu qui joue un rôle en particulier lors du moulage de métal: le problème de ce que l'on appelle "la peau de bordure". Si l'on introduit du métal liquide dans une chambre de coulée, il y a d'abord mise en contact des faces extérieures du corps liquide avec!es faces plus froides de la chambre d'alimentation ou de coulée. Ceci mène à un refroidissement rapide en face extérieure. le cas échéant, ceci mène cependant également à une modificasion de l'aspect de la structure du cristal. Est particulièrement critique le fait que, à l'endroit o le métal liquide devient pâteux notamment devient thic.xotrcpe, il doit falloir mouler du métal, parce qu'alors les modifications de structure peuvent

être particulièrement défavcrables.

La solution cennu-e car le GB-A-, avec le passage rétréci, mène alors obligatoirement également à ce que la peau de bordure s'accumule avant le rétrécissement et puisse être enlevé par pelage, en subsistant sous forme de

tablettes.

L'inconvénient de la solution connue réside alors dans le fait que le matériau se trouvant dans la chambre de coulée (respectivement la chambre d'alimentation) s'est accumulé et que lors de la pression appliquée subséquemment par le piston de moulage, il arrive cependant dans l'espace creux du moule. Il est alors notamment possible de donner à la tablette des dimensions suffisamment grandes pour que l'espace creux du moule ne doive pendant, la phase de réapplication de pression ne pas être absolument garni par le matériau de la peau de bordure. Ceci est cependant désavantageux pour deux raisons: d'une part, pour ce qui concerne le matériau de la peau de bordure qui subsiste dans la chambre de coulée, on ne peut maîtriser et de ce fait il n'est pas non plus exclu que du matériau de peau de bordure n'arrive pas dans l'espace creux du moule. D'autre part, ceci signifie qu'il va y avoir un supplément de matériau ou de coût énergétique lorsque l'on veut produire intentionnellement une tablette de dimension excessive à

cette fin.

L'invention a de ce fait pour but de maîtriser mieux le problème posé par les peaux de bordure et ceci est résolu par l'invention par le fait que, devant le passage rétréci, du côté de la chambre d'alimentation, est prévu un espace allant en s'agrandissant radialement vers l'extérieur par rapport à la section transversale prédéterminée de la chambre d'alimentation et que la section transversale de cet espace va également en s'acrandissant, par rapport à l'axe

longitudinal, radialement vers l'extérieur.

Cette partie caractérisante de la revendication principale est en deux p-arties et notamment par ce qu'il n'aurait pas été possible d'envisager un espace allant en s'agrandissant simplement d'une façon quelconque en direction radiale par rapc-cr: à l'axe longitudinal de la chambre d'alimentation, par exemple du type d'une bride. Cet espace qui va en s'agrandissant en direction radiale, ne peut naturellement alors être que d'une réalisation relativement étroite et déjà lorsque l'on a des culots de coulées de petite dimension il est connu de l'homme de l'art que le matériau situé dans le culot se solidifie extrêmement rapidement, faisant que la capacité de réception d'un tel espace serait très limité. Justement cependant pour un matériau thixotropique pour lequel la température se situe près de la température de l'état solide le problème se pose de façon accentuée. Ceci est la raison pour laquelle cet espace allant s'agrandissant radialement vers l'extérieur doit avoir également une augmentation de sa section transversale c'est-à-dire, lorsqu'on observe en coupe le

long de l'axe longitudinal de la chambre d'alimentation.

Il est alors éviden. aue l'espace doit, le cas échéant, ne pas être placé absolument directement devant le passage rétréci bien que ceci soit préféré, comme indiqué selon la

revendication 3.

D'autres détails de l'invention de la description ci-

après d'un exemple de réalisation représenté dans le dessin

dans lequel.

Dans le dessin: la figure 1 représente une machine à mouler sous pression selon l'éta,e la technique, la figure 2 est une représentation de détails de la machine connue cependoan: ans sa réalisation selon l'invention, la figure 3 représente une a=_re machine à mouler sous pression selon l'état de la technique, en représentation - :ax:cncmétrique; la figure 4 représente une coupe suivant une coupe IV- IV de la figure 3 cependant avec une réalisation

selon l'invent cn.

Selon la figure 1, une machine à mouler sous pression, qui n'est représentée que partiellement, présente de manière connue un porte-moule 1 stationnaire et un porte-moule 2,

mobile par rapport à lui le long de colonnes de guidage 3.

Sur le support staticnnaire 1 est fixé une chambre de moulage 4 ayant une ouverure de remplissage 5 dans laquelle un piston de moulage 6 est mobile linéairement. Au moyen de ce piston de moulage, le métal introduit par l'ouverture 5 est introduit dans un espace creux de moule 7 qui est délimité d'une part au moyen d'un demi-moule 9 mobile, fixé sur le support 2 et d'autre part, au moyen d'un demi-moule 8

relié au support stationnaire 1.

Tandis que, pour les machines à moulage sous pression classiques, le demi-moule relié au support stationnaire 1 est fixé rigidement à celui- ci et qu'il y a également des modes de réalisation pour lesquels les demi-moules se déplacent verticalement l'un par rapport à l'autre (comme ceci est le cas également pour les machines de forgeage), dans l'état de la technique représentée, correspondant au document GB-A-, cité au début, le demi-moule 8 est relié au support 1 par l'intermédiaire au support 1 par

l'intermédiaire de ressorts 10, qui permettent à ce demi-

moule 8 un certain espace de jeu de déplacement jusqu'aux butées 11, cependant ces butées peut être le cas échéant

être supprimées.

Du côté arrière, tourné vers la chambre de moulage 4, du demi-moule 8 est prévu une plaque 14, qui porte une partie 17 vissée, délimitant un passage rétréci 18. Sur la plaque 14 sont fixées des tiges de guidage 15, qui sont guidées dans des trous 12 du support stationnaire 1. Une partie de tête 13, située sur son extrémité gauche par

rapport à la figure 1, délimite la mobilité de la plaque 14.

La plaque 14 peut être réalisée différemment, par exemple de

la façon visible sur la ficure 2.

Lorsque les deux demi-moules 8, 9 sont pressés l'un contre l'autre, le demi-moule 9 mobile presse les ressorts pour les comprimer, jusqu'à ce que le demi-moule D stationnaire appuie son support 1, de façon tout à fait analogue à ce qu'il ressort de la figure 2. Si à présent, à l'aide du piston 6, le métal se trouvant dans la chambre de moulage 4 et poussé à travers le passage rétréci 18 pour pénétrer dans l'espace creux de moule 7, la peau de bordure placée avec le matériau plus froid de la chambre 4 et qui est de ce fait refroidie, est pelée au moyen de la partie 17 délimitant le passage 18 et, va au moins partiellement rester dans la tablette 26. Par rétraction du demi-moule 9 dans la position visible sur la figure 1, le culot de coulée 41 va alors être déchiré de la tablette 26, cette tablette 26 pouvant être prélevée du fait d'avoir repris, sous l'action des ressorts 10, la position visible sur la figure

1 et d'être dégagée du support 1.

Lorsque le déroulement de ce processus est répété, dans le cas d'un mode de réalisation selon l'invention et selon la figure 2, les demi-moules 8, 9 se trouvent d'abord dans la

position pressés l'un contre l'autre visible sur la figure.

Un morceau de métal à peu près en forme de piston, chauffé à une température entre le solidus et le liquidus et, de ce fait thixotrope, est alors introduit dans la chambre moulage par l'ouverture de remplissage 5 quelque peu allongée. Les tiges 15 situées à un niveau au- dessus de la chambre de moulage sont, de manière appropriée, disposées au-dessous d'un plan vertical passant par l'axe A de la chambre de moulage 4, pour ne pas entraver l'introduction, qui se produire, par exempe, a l'aide d'un appareil de manipulation. Au moyen de l'apolicatîin de la surface d'enveloppe de ce morceau de métal sur la chambre de moulage 4 froide se produit à refroidissement des couches marginales, ce refroidissement étant plus fort qu'au centre, c'est-à-dire qu'il se forme ce que l'on appelle la peau de bordure, qui est particulièrement marquée lorsque le matériau est thixotrope et surtout egalement qui peut être souillée par de l'oxyde. Cette peau de bcr-ure, est comme dans le mode de réalisation de la figure 1, séparée au moyen de la partie 17 délimitant le passage 18. Pour cependant récupérer ce matériau de la peau de bordure hors du volume intérieur de la chambre de moulage, il est prévu selon l'invention un espace 16 allant en s'agrandissant radialement vers l'extérieur en partant de l'ax-.e longitudinal A. Cet espace 16 a depuis l'intérieur de la chambre de moulage 4, dans des zones partant de sa face frontale annulaire, un point de transition rétréci, mais va en s'agrandissant également en section transversale, comme ceci est visible sur la figure 2. Cette partie, dont la section transversale est agrandie, est de préférence délimitée par au moins une paroi de délimitation 16' respectivement 16" situé obliquement par rapport à l'axe A, cet angle débouchant vers le demi-moule 8 pour obtenir un meilleur démoulage. De cette manière, la partie ainsi formée peut être prélevée après déplacement de la plaque 114 vers la gauche, conjointement avec la tablette

qui est accrochée.

Il est clair que les angles faits par les surfaces 16' respectivement 16" par rapp -à à. l'a:a-e A ne doivent pas être absolument égaux et, le cas echéeant, il suffirait même que seule une de ces faces soit située obliquement par rapport à l'axe A. Il est en outre visible qu'il est avantageux que l'espace 16 délimité par les surfaces 16' 16" soit en retrait par rapport à la direction du déplacement avant du piston 6 vers l'espace creux: du moulage 7 et ainsi en cercle la chambre d'alimentaticnn bien qu'il soit également pensable de prévoir un espace partiel correspond de l'espace 16 allant en s'agrandissan-_n dans la plaque 114. En plus de cela on voit que, par rapport au mode de réalisation de la figure 1, la partie 16 oui, de manière appropriée, est remplaçable et qui est de ce fait reliée de façon amovible (au moyen d'un dispositif de liaison quelconque en soi) ne fait pas saillie vers la chamrre de moulage 4 pour donner au métal l'occasion de s'îintroduire dans l'espace extérieur délimiter par les parcis 16' 16", de l'espace 16. Il en outre évident que, cert-es, il est préféré d'avoir une réalisation annulaire de l'espace 16 mais qu'il serait tout aussi bien possible (en vue de front), d'avoir une réalisation en étoile avec plusieurs canaux en rayons, partant radialement de l'intérieur de la chambre de moulage 4 et des espaces bocrges allant en s'agrandissant, de manière correspondante (cu bien également un espace

annulaire délimité par les parois 16', 16").

Au moyen de ces dispositions, le rétrécissement entre la paroi frontale de la chambre de moulage 4 et la plaque 17 peut être maintenu relativement court de sorte que le métal ne peut s'y solidifier mais qu'en outre, il s'écoule dans l'espace extérieur en forme de cône annulaire délimité par les parois 16', 16" de sorte.u'un retour d'accumulation du matériau de la peau de bordure dans la chambre 4 est évité

avec sécurité.

Tandis que les figures évoquées jusqu'ici représentent un mode de réalisation avec des variations notables de la machine à mouler sous pression elle-même par rapport à une machine classique, on va eà. :pliauer a l'aide des figures 3 et 4 une réalisation envisageable qui déplace toutes les modifications dans la zone des demi-moules 8, 9, de sorte que l'on peut modifier pour!a convertir une machine à mouler sous pression classique, respectivement que l'on peut au choix fonctionner de la manière correspondant à

l'invention, ou bien d'une maniere classique.

La figure 3 représente les plaques support 1,2 tel que connus par le DEA-40 15 174, l'ensemble du contenu de ce document étant considéré ici *comme publié, par le fait d'y faire référence. Il est par rapport à l'exemple de réalisation décrit plus haut, que la chambre de moulage 4 et son espace creux s'étendent jusqu'à la face avant, délimitant directement le demi-moule 9, du moule stationnaire 8 (comme indiaue en pointillés), cette face

avant constituant le plan de sëcaration entre les deux demi-

moules 8, 9. Dans cette zone, la chambre dé moulage débouche dans un espace creux 21 en forme de tronc de pyramide plat, qui sert à recevoir un curseur 7a, 17b, de même réalisation et guidé sur lui au moyen de fentes de guidage 19 en T. Les deux parties du curseur 17a, 17b sont guidées et actionnées au moyen des tiges de piston 22 (une seule est visible) appartenant à deux: groupes à pistons et cylindres 23, ces groupes 23 ayan. des conduites d'alimentation et d'évacuation 20 correspondantes destinées à un fluide. Le passage rétréci 18, délimité par les deux parties de registre 17a, 17b débouche du côté du demi-moule 9, dans un canal de coulée 141, qui se ramifie dans cet exemple de

réalisation et débouche en deux espaces creux de moulage 7.

La coupe, faite dans le plan horizontal, de la figure 4, suivant la ligne iV-iV de la figure 3 représente la chambre de coulée ou d'alimentation 4 qui, le cas échéant, peut être chauffée de façon inductive au moyen de spirale chauffante 4', dans laquelle le piston 6 prend la position

qu'il va avoir à peu près à la fin d'une passe.

Le registre 17a, 17b en deux parties est relié par la pièce de liaison 24 traversée par la partie rétrécie de la fente en T, a une partie coulissante 25 passant à l'intérieure de la barre transversale du T et relié à la tige de piston 22 respective. Le registre peut être fixé de façon amovible (par exemple par des vis) par exemple à la pièce de liaison 24 et celle-ci peut être reliée amovible à

a partie coulissante 25.

Un serrage mutuel sur les deux parties de registre 17a, 17b dont la position de fermeture des deux demi-moules 8, 9 et assuré par la réalisation en tronc de pyramide déjà mentionné de la cavité 21 ui est revêtu latéralement par de pièces de pressage 29 sur les surfaces de tronc de pyramide des dix-sept convergentes desquelles glissent des faces extérieures 28 de formes correspondantes du registre 17a, 17b lors du rapprochement des demi-moules 8, 9, de sorte que les parties de registre 17a, 17b sont alors pressées l'une contre l'autre. Ainsi le registre 17a, 17b a une double fonction, en re açant la partie 17 du premier exemple de réalisation, tout comme la plaque 114, du fait

qu'il délimite partiellement- l'espace 16.

Dans les zones du passage rétréci 18, le registre 17a, 17b présente de préférence une face de déviation 30 tournée vers l'espace e:terieur, délimité par les parois 16', 16", de l'espace agrandi 16 c'est-à-dire, une face de déviation 30 champ fre-iné. Le reste de la face avant, tournée vers la chambre 4 du registre 17a, 17b constitue avec la face intérieure de la cavité 21 un interstice à peine remarquable qui ici est représenté agrandi sont la partie à alterne est fermée rapidement par le métal s'étant

solidifié.

Le canal de coulée 141 monte vers le haut, comme déjà mentionné, derrière les deux parties de registre 17a, 17b (voir figure 3). il est avantageux que dans cette zone soit constituée une cavité 39 en trou borgne. Alors, même lorsque, du fait de conditions particulières, le matériau de la boue de bordure doit arriver dans le passage rétréci, il est capté dans cette zone en trous borgnes. Cette zone est revêtue de manière appropriée d'un matériau de revêtement 31 résistant. Selon l'état de la technique un piston

d'étanchéité 32 est également disposé à cet endroit.

A la lumière de ce qui a été indiqué ci-dessus, il est visible que l'invention peut subir différentes modifications. Surtout la figure 4 représente justement le fait que l'invention peut être appliqué avec les mêmes avantages lorsque l'on a affaire à une machine de forgeage, lorsque l'on adopte une disposition tournée de 90 dans laquelle le piston 6 arrive depuis le haut dans le passage rétréci 18 et rempli une matrice de forgeage qui serait placé dans la zone de 'espace creux 39. On voit en outre sur la figure 4 que les surfaces de délimitations 16' et 16" prennent un angle d'inclinaison différent par rapport à l'axe longitudinal A. Afin que l'espace agrandi 16 soit accessible depuis le plan de division se trouvant les deux demi-moules 8, 9, il est visible que champ de moulage 4 doive s'étendre au moins en partie jusqu'au moule staictnnaire 8, l'espace agrandi 16 étant délimité soit par la face frontale de la chambre de o10 moulage (ce qui est prefere) et/ou au moins en partie par des faces du moule stationnaire 8 (ceci serait fait ici donc par la face 21' de la cavité 21). Théoriquement il serait

même possible de réaliser l'espace agrandi dans le demi-

moule mobile 9 dans le cas o la chambre de moulage traverserait la totalité du demi-moule stationnaire 8 et ainsi viendrait se placer directement en face du demi-moule mobile 8. Egalement l'espace agrandi pourrait être disposé tout autour de la surface d'enveloppe de la chambre de moulage 4 et être délimité de cette dernière, une liaison radiale correspondante (le long de la face frontale de la

chambre de moulage) étant à crévoir.

A l'endroit d'un registre 17a, 17b et également connu par l'état de la technique concernant les machines à mouler par injection une partie de délimitation en deux éléments pour permettre un passage rétréci, qui serait également dans le cadre de l'invention. Dans certaines applications, il serait également pensable d'utiliser à la place d'un piston

6 une vis comme dispositif de pressage.

EVE_:DiCA? IONS 1. Machine à mculer pour fabriquer un objet métallique moulé, avec un moule creux (7) correspondant à la forme de l'objet, dans!ecuel e métal peut être introduit à l'aide d'un dispositif de pressage (6), par l'intermédiaire d'une chambre d'alimer. taicn (4) s'étendant le long d'un axe longitudinal (A) avant une section transversale prédéterminée, entre moule creux (7) et la chambre d'alimentation (4) étant crévu un passage (18) à section transversale rétrécie, caractérisée en ce que, devant le passage rétréci (18), du côté de la chambre d'alimentation (4), est prévu un espace (16) allant en s'agrandissant radialement vers l'extérieur par rapport à la section transversale prédéterminée de la chambre d'alimentation (4) et en ce que la section transversale de cet espace (16) va également en s'agrandissant, par rapport à l'axe

longitudinal (A), radialement vers l'extérieur.

2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en qu'elle est réalisée sous forme de machine à mouler sous pression, de préférence machine a mouler à chambre froide en particulier machine à mouler sous pression à chambre froide horizontale. 3. Machine selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'espace s'agrandissant (16) s'étend, depuis l'endroit de l'acrandissement, devant le passage (18) en revenant vers une position entourant la chambre

d'alimentation (4).

4. Machine selon 'une Quelconque des revendications

précédentes, caractérisée en ce qu'au moins une surface de délimitation (16', 16") e L'espace s'agrandissant (16) - en observant en coupe axiale s'étend par rapport à l'axe longitudinal (A) cité en faisant un angle ouvert vers un

côté, de manière appropriee vers le moule (8, 9).

5. Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'espace s'agr....s... (16) est un cône annulaire, partant d'une zone prcche de l'axe longitudinal et allant

vers l'extérieur.

6. Machine selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisée en ce que l'espace (16) allant en s'agrandissant est délimité vers le moule (8, 9) par un élément forme en plaque (17) amovible, réalisé de préférence sus forme de registre (l7a, 17b) en particulier de registre

en deux parties (17a 17b).

7. Machine selon l'une quelconque des revendication précédente, caractérisé en ce que le passage (18) à section transversale rétrécie est réalisée dans une partie (17; 17a

17b) reliée amovible au moule creux (7).

8. Machine selon l'ur.e quelconque des revendications

précédentes, caractérisée en ce que l'espace agrandi (16) est réalisé à l'intérieur d'un demi-moule (8) et est délimité de préférence au moins ne partie au moyen d'une

face de la chambre de coulée (4) (figure 4).

9. Machine selon l'une quelconque des revendications

précédentes caractérisée en ce que, du côté du moule (8,9) en particulier du demi-moule (8), à l'opposé de l'espace

agrandi (16), est prévu un espace de réception (39) borgne.