<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention a pour objet, à titre de.produit industriel nouveau, un dispositif d'évacuation pour les moules des machines à fonte sous pression du type dans lequel le moule présente des moyens pour évacuer l'air et les gaz de la cavité du moule, comprenant une soupape qui est destinée à être fer- mée lorsque la cavité du moule est remplie de métal.
Des dispositifs de ce type sont connus et ont été décrits dans les brevets suisses Nos. 302.974, 306.274 et 317. 964 du même inventeur
Quoique les soupapes commandant l'évacuation des moules de ces machi- nes fonctionnent avec satisfaction, leur montage sur l'une des moitiés du moule présente certaines difficultés, étant donné le manque d'espace suffisant et étant donné les conditions défavorables d'échauffement qui tendent à détériorer les garnitures d'étanchéité utilisées dans ces soupapes. De plus, toute, réparation ou service d'entretien de. la soupape nécessite le démontage de la machine de la moitié du moule ce qui est un grave inconvénient, spécialement dans le cas de moules de grandes dimensions.
Finalement, il a été trouvé que quoique l'adaptation de'la soupape au moule soit généralement possible dans le cas de moules neufs, qui peuvent être construits en conséquence, cette adaptation est souvent impossible dans le cas de moules ayant été utilisés, étant donné que ces moules sont trempés à un très haut degré, ce qui rend l'usinage difficile. Tout usinage, ou opération de soudure, sur des moules trempés comporte le risque de provoquer de nouvelles tensions et distorsions qui doivent être évitées.
L'objet de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en utilisant une soupape qui est indépendante du moule et non reliée à celui-ci, cette soupape étant montée sur le bâti de la machine à fonte sous pression.
Cette soupape est munie de moyens pour l'amener en contact-avec le-.moule avant 1' opération 'de coulée et pour l'éloigner du moule lorsque l'injection est terminée.
Cette soupape est aussi munie de moyens pour commander ces mouvements et pour permettre à l'air et aux gaz d'être évacués de la cavité du moule, et de moyens pour assurer la fermeture du canal de sortie d'air et des gaz contenus dans le moule au moment désiré pendant la phase d'injection.
A part cette'disposition principale, l'invention consiste encore en certaines autres dispositions dont il sera parlé plus expressément ci-après, notamment en les suivantes :
Ce dispositif d'évacuation pour moules peut comprendre un corps de soupape principal, ce corps de soupape principal étant muni d'un corps central cylindrique mobile,'dont la partie frontale présenté une cavité qui, lorsque le corps central est amené en contact avec le moule, relie le canal du moule à des moyens d'évacuation, ce corps central étant en outre muni d'un piston dis- posé concentriquement, qui est destiné à fermer le canal du moule.
@
Il est avantageux que le corps central mobile du corps de soupape principal présente une partie cylindrique formée de manière à constituer un pis- ton différentiel, des moyens étant prévus pour maintenir ce.corps central dans sa position initiale et des moyens commandant le mouvement de ce corps central.
De préférence, le piston mobile disposé concentriquement dans le corps central est muni de moyens pour le maintenir dans sa position initiale et de moyens pour commander ses mouvements, aussi bien au point de vue temps qu' au point de vue distance de déplacement.
D'autres avantages résultant du fait que pour adapter un moule pour pouvoir l'utiliser avec cette soupape, il suffit de creuser un canal de faible dimension dans le moule, ce qui est possible aussi dans le cas de moules trempés.
De plus, on a la possibilité de régler le temps de fermeture de la soupape sans enlever le moule de la machine.
<Desc/Clms Page number 2>
En outre, l'entretien et la réparation de la soupape sont grandement facilités du fait que la soupape constitue une unité indépendante.
Il est clair aussi que la même soupape peut être utilisée en combinai-- son avec un grand nombre de moules.
Cette soupape peut être montée sur le bâti de la machine en un.endroit quelconque qui convienne selon la conception et les dimensions du moule.
Finalement, la capacité du passage d'air peut être aisément adaptée au volume de la cavité du moule, de manière à assurer une évacuation satisfaisan- te.
Les objets précités, ainsi que d'autres qui ressortiront de la des- cription, qui suit, sont atteints dans la forme d'exécution de l'invention illus- trée, à titre d'exemple, sur les dessins annexés. Ceux-ci représentent, schéma- tiquement, un exemple d'application du dispositif d'évacuation à une machine à fonte sous pression, seul le dispositif d'évacuation étant représenté de façon dé- taillée. En effet, la disposition spéciale de ce dispositif d'évacuation est applicable à n'importe quel type de machine à fonte sous pression, qu'il soit à chambre chaude ou froide,vertical ou horizontal.
La fig. 1 montre, schématiquement, une partie d'une machine à fonte sous pression commandée hydrauliquement, dans la position montrant le moule fermé, de même que le dispositif d'évacuation.
La fig. 2 montre, schématiquement, l'une des moitiés du moule, présen- tant un canal d'échappement d'air.
La fig. 3 montre la même disposition que la fig. 1 dans la position dans laquelle le moule est ouvert.
La fig. 4 montre une coupe horizontale du dispositif d'évacuation, dans la position dans laquelle le moule est ouvert.
La fig. 5 montre la même coupe que la fig. 4, mais dans la position dans laquelle le moule est fermé et avant que la soupape ne soit fermée.
La fig. 6 montre la même coupe que les fig, 4 et 5 dans la position dans laquelle la soupape est fermée.
En référence à la fig. 1, cette machine à fonte sous pression com- prend un bâti 1, sur lequel est fixé un moule 2 formé de deux parties 3 et 4.
Un mécanisme de verrouillage maintient serrées l'une contre l'autre les deux parties 1 et ¯4 du moule. Ce mécanisme, qui comprend généralement un dispositif à genouillère, a été représenté succinctement par un cylindre hydraulique 5 dans lequel coulisse un piston de commande 6 agissant par une tige 7 sur une pièce de serrage 8 destinée à maintenir la partie 3 appliquée contre la partie 4 du moule prenant appui elle-même contre le bâti 1. Cette pièce de serrage 8 est ha- bituellement supportée par des tiges (non représentées) coulissant dans des paliers fixés dans le bâti de la machine. La partie 3 du moule présente des per- çages pour les tiges 3a d'un dispositif extracteur qui est connu et n'est donc pas décrit, ni représenté en détail.
Le bâti 1 porte une douille d'injection 9, dans laquelle le métal fondu est destiné à être versé par une ouverture 10. Ce métal est destiné à être chassé dans la cavité ou forme 11 du moule 2 par un piston d'injection 12 relié par une tige 13 à un piston de commande 14 coulissant dans un cylindre 15.
Lës pistons 6 et 14 sont actionnés par une pression hydraulique pro- venant du poste de commande 16 de la machine par l'intermédiaire de différentes conduites d'alimentation des .cylindres .2 et 15. Du liquide sous pression, en pro- venance d'une pompe par exemple, est amené par une conduite 17 au poste de comman de 16 de la machine. De là, une conduite 18 permet l'alimentation du cylindre 5 pour provoquer la fermeture du moule 2. Une conduite 19 assure sans interruption
<Desc/Clms Page number 3>
l'envoi de liquide sous pression sur l'autre face du piston 6 pour provoquer l'ouverture du moule 2. Une conduite 20 relie le poste de commande 16 au cylindre 15 pour permettre de l'alimenter en liquide sous pression lorsque la phase d'in- jection est désirée.
Une conduite 21 est prévue pour commander le piston 14 en sens inverse , ce qui correspond au..retrait du piston d'injection 12..
Le moule 2 présente en outre un canal 22 permettant l'échappement de l'air contenu dans la forme 11, ainsi que dans la douille d'injection 9 pen- dant la phase d'injection du métal dans le moule. Ce canal 22 est prolongé par- une conduite 23 aboutissant à une installation d'aspiration 64, permettant de cré- er le vide dans la forme 11 avant que l'injection du métal dans celle-ci ne se produise. Une soupape 24 commande la sortie du canal 22 pour pouvoir obturer ce canal au moment du remplissage de la forme 11 par le métal fondu. Dans l'exemple représenté, cette soupape 24 est commandée par pression hydraulique par l'inter- médiaire d'une conduite 25 dérivée de la conduite 20, de la manière indiquée dans le brevet sus-mentionné No. 317.964.
Les différentes phases de fonctionnement de la machine sont commandées à l'aide d'un organe de manoeuvre 26 susceptible d'occuper trois positions I, II, III.
La partie de la machine qui se distingue essentiellement des brevets sus-indiqués se trouve être la disposition spéciale de la soupape 24. En effet, celle-ci est.montée dans un corps central 27 (voir fig, 4 à 6) indépendant du moule 2. Ce corps central 27 est lui-même mobile par rapport au bâti 1 de la machine, demanière à pouvoir être amené en contact avec le moule 2 pendant l'opé- ration de coulée et à pouvoir être éloigné du moule 2 après l'injection, des moyens de commande, qui peuvent être quelconques, assurant l'amenée de la soupape 24 en position d'obturation du canal 22 au moment choisi pendant l'opération de coulée.
Dans la forme d'exécution représentée aux fig, 4 à 6, la soupape 24 est disposée à l'intérieur d'une partie 28 en forme générale de cloche. Cette partie 28 est solidaire du corps central 27 et son bord 29 est destiné à être amené jointif contre le moule 2 pendant l'opération de coulée, de manière à en- cercler l'orifice de sortie 30 du canal d'échappement d'air 22.
Comme le montrent les fig. 4 à 6, le corps central mobile 27 est constitué par un piston différentiel présentant une face de grande section 31 et une face opposée de plus petite section 32. Ce piston différentiel 31, 32. coulisse dans un cylindre correspondant 33 constituant le corps de soupape prin- cipal qui est fixé au bâti 1 de la machine, grâce à des pattes 34 et des vis 34a La partie 35 du cylindre 33 dans laquelle coulisse la face de grande section 31 du piston différentiel 27¯ est obturée par un bouchon 36. Cette partie 35 est en communication avec un prolongement 37 de la conduite 18 alimentant le cylindre 5. Une garniture 38 assure l'étanchéité de la face 3i du piston différentiel dans la partie 35 du cylindre 33.
Ce cylindre 33 comprend un autre alésage de plus grande dimension 39, dans lequel se trouve la face 32 du piston différentiel.
Des garnitures 40 et 41,maintenues par des anneaux de guidage 42, 43 et 44, assurent l'étanchéité entre l'alésage 39, d'une part, et le piston différentiel 31, 32, d'autre part. L'anneau de guidage 43 prend appui sur une bague filetée 45 vissée dans l'extrémité droite du cylindre 33. L'alésage 39 du cylindre 33 est en communication avec la conduite 19 par un prolongement 46 de cette condui- te.
La soupape 24 est constituée par une tige commandée par un piston 47 coulissant dans un logement cylindrique 48 du corps central 27. Ce cylindre 48 est fermé à son extrémité droite par la partie 28 en forme de cloche qui pré- sente un prolongement fileté vissé dans'le cylindre 48. Le piston 47 est rappelé en position d'ouverture de la soupape 24 par un dispositif à ressort antagoniste, représenté schématiquement par un ressort à boudin unique 50.
<Desc/Clms Page number 4>
Des moyens de réglage permettent de faire varier la force de rappel du dispositif à ressort antagoniste 50 Ces moyens de réglage sont constitués, dans le cas par- ticulier, par une douille filetée 51 vissée dans la partie centrale dela cloche 28, douille 51 contre laquelle vient prendre appui le ressort 50. L'extrémité. externe 52 de cette douille 51 est profilée de manière à pouvoir être entraînée en rotation à l'aide d'un outil de forme correspondante.
Un canal 53 percé dans le corps central 27 et prolongé par un raccord 54 relie la partie gauche du cylindre 48 à la conduite 20 par la conduite de dé- rivation 25. Le piston 47 est muni d'une garniture d'étanchéité 55.
Le bord 29 de la cloche 28 est formé sur une pièce 56 vissée sur le reste de la cloche 28. Un filtre 57 est pincé entre les deux pièces constituant cette cloche 28, ce filtre 57 présentant une ouverture centrale pour lepassage de la soupape 24.
Comme on le voit sur les fig. 4 à 6, la disposition de la soupape 24 est telle que l'axe de celle-ci soit compris dans le plan de contact 58 clés deux parties 3 et 4 du moule 2, cet axe étant disposé perpendiculairement à la face 59 du moule sur laquelle débouche le canal 22.
Le fonctionnement de la machine décrite ci-dessus, en regard du des- sin annexé, se fait de la manière suivante :
Le déplacement, par l'opérateur de la machine, de l'organe de manoeu- vre 26 de la position I à la position II provoque l'alimentation en liquide sous pression de la conduite 18, Le piston 6 est alors poussé vers la droite, contre l'action de la pression du liquide agissant sur l'autre face du piston 6 grâôe à la conduite 19, ce qui déplace la pièce de serrage 8 et amène les deux parties 3 et 4 du moule en contact l'une avec l'autre . A ce moment, la pression dans le cylindre de fermeture 5 augmente, ce qui provoque un déplacement du corps central 27 et de. la cloche 28 en direction de la face 59 du moule 2.
La pression hydrauli- que agissant dans la partie cylindrique 35 applique fortement la cloche 28 con- tre la face 59 et un anneau 61, par exemple en aluminium, assure l'étanchéité en- tre le bord de la cloche et la face 59 du moule 2. La conduite 23, qui communique avec l'intérieur de la cloche 28 par un passage 62 ménagé dans celle-ci, permet à l'installation d'aspiration 64 de faire le vide dans la forme 11. Dès que l'o- pérateur a versé une charge de métal fondu dans la douille d'injection 9. par 1' ouverture 10, il déplace l'organe de manoeuvre 26 de la position II à la position III.
Dans cette position del'organe de manoeuvre 26, la conduite 18 est toujours sous pression, ce qui assure le serrage des deux parties 3 et 4 du moule, et la conduite 20 est alors mise en pression. La phase d'injection proprement dite est commandée par le déplacement du piston 14 dans le cylindre 15 provoquant l'avance du piston d'injection 12 dans la douille .2. en direction de la partie 3.
La pres- sion augmente aussi dans la conduite 25 Toutefois, la soupape 24. n'est amenée en position de fermeture du canal 22 que lorsque la pression dans cette oonduite 25 atteint une valeur supérieure à la force antagoniste produite par le ressort 50. -Comme cette force antagoniste peut être réglée au moyen de la douille 51, il est possible de choisir le moment de fermeture du canal 22 par la soupape 24 après le passage du métal fondu dans la partie resserrée 63 du canal d'amenée du métal fondu dans la forme 11, de préférence lorsque la phase d'injection est presque terminée.
Lorsque la perte de charge, provoquée par le passage du métal fondu dans la partie resserrée 63, provoque une élévation de pression suffisante dans la conduite 25 pour surmonter la force du dispositif antagoniste 50, la sou- pape 24 se déplace en direction de l'orifice'de sortie du canal 22 du moule ¯2 pour obturer celui-ci (voir fig. 6).
La phase d'injection étant terminée, l'opérateur de la'machine ramène l'organe de manoeuvre 26 de la position III à la position I, position dans laquel. le les conduites 18 et 20 sont mises à l'échappement par une conduite 60, alors que la conduite 21. est alimentée en liquide sous pression. La pression qui agit continuellement sur la face 32 du piston différentiel que constitue le corps cen-
<Desc/Clms Page number 5>
tral 27 et sur la face de petite surface du piston différentiel 6 provoque alors un déplacement en sens inverse de ces deux pistons.
Les rapports des deux faces opposées de chacun de ces pistons différentiels sont choisis de façon que le pis- ton différentiel 31, 32 s'éloigne du moule 2 avant que les deux parties 3 et ! de celui-ci ne se soient écartées l'une de l'autre, ceci afin d'éviter une dété- rioration éventuelle du joint 61. La mise à l'échappement de la conduite 20 pro- voque simultanémentune baisse de pression dans la conduite 25 permettant au pis- ton 47 de commande de la soupape 24 de reprendre sa position de repos. En outre, la pression agissant dans le cylindre 15 par la conduite 21 ramène le piston d'injection 12 en position de retrait. Ainsi, la pièce coulée peut être extraite de la forme !le la machine étant prête pour une nouvelle opération de coulée.
De nombreuse's variantes d'exécution de ce dispositif d'évacuation pour- raient être imaginées. Ainsi, le corps central 27 pourrait être rappelé en posi- tion de repos ou de retrait soit par une pression hydraulique permanente agissant dans l'espace 39, soit par un ressort antagoniste. Le mouvement d'avance en posi- tion active du corps central 27 pourrait être provoqué par n'importe quel autre moyen pneumatique, électrique ou purement mécanique. Quant à la commande de la soupape 24, elle pourrait aussi se faire par des moyens quelconques hydrauliques, pneumatiques, électriques ou mécaniques indépendants ou non du circuit commandant la phase d'injection du piston 12.
Cette disposition spéciale de la soupape 24 de commande du canal d'échappement 22 pourrait être appliquée à une machine à fonte sous pression non munie d'une installation d'aspiration 64.
La disposition spéciale de cette soupape 24,qui a été décrite ci- dessus en regard du dessin annexé, était appliquée, à titre d'exemple, à une ma- chine à fonte sous pression du type horizontal et à chambre froide. Toutefois, il va de soi que cette disposition de soupape 24 pourrait être appliquée à n' importe quel type de machine à fonte sous pression, qu'il soit du type à chambre chaude et à piston d'injection horizontal ou vertical.
REVENDICATIONS.
1. Dispositif d'évacuation pour moules utilisés dans des machines à fonte sous pression, du type dans lequel le moule a un canal pour l'évacuation de l'air et des gaz, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend une soupa- pe qui est indépendante du moule et non reliée à celui-ci, cette soupape étant montée sur la machine à fonte sous pression, ce dispositif comprenant des moyens pour l'amener en contact avec le moule avant l'injection et pour l'éloigner du moule lorsque l'injection est terminée, cette soupape étant aussi munie de moyens pour commander ces mouvements et pour permettre à l'air et aux gaz d'être évacués de la cavité du moule et de moyens pour assurer la fermeture du canal de sortie d'air du moule au moment désiré pendant la phase d'injection.