Brevet FR2059966A1 — publié le 19710611

La présente invention, due à la collaboration de MM» Pierre CHÀTOUREL et Jean LEFEBVRE, concerne un -dispositif de moulage en coquille k basse pression» en particulier pour les alliages légers. 5 Le moulage en coquille à basse pression est généralement pratiqué en utilisant un creuset dans lequel le métal à mouler est maintenu k l'état liquide et duquel sort un tube de transfert débouchant dans un moule* Ce creuset est entièrement fermé de telle sorte qu'on peut appliquer une pression k la surface du métal en 10 fusion pour le forcer k monter dans le tube de transfert jusqu'k l'intérieur du moule. Sans les dispositifs précédents, le chauffage du métal et le moulage sont effectués dans tin ensemble homogène compact, le creuset étant situé k la base de la presse verticale de mou-15 lage dont chacun des plateaux comporte un élément de moule. Cette solidarisation de la presse et du creuset entraîne de nombreux inconvénients, essentiellement de deux ordres : 1* Manque d'accessibilité du four et du creuset situés sous la presse, des différentes parties du moule, dont le con— 20 trodle des formes est compliqué par la disposition en hauteur de ces éléments, et du système d'injection reliant le creuset au moule. 2° Injection du métal en fusion par la partie centrale du moule inférieur, due k la disposition relative de ces divers 25 éléments imposant cet itinéraire comme étant le plus court et celui qui occasionne le moins de déperdition de chaleur. Le dispositif de moulage d'alliages légers en coquille k basse pression selon l'invention remédie aux incovénients ci-dessus et propose essentiellement une raaeM&e où. la cuve stancfeo 30 wGasportant la poche de eouléa est désQlid&sisée âe la proas© ef> des moules, et est reliée à ses île latéral amovible, et dont la disposition pssmst Bas aliBentatioa régulière en métal fondu, quelle que soit la forme d® l'abjet à mouler. 35 D'autres caractéristiques de l'inventioa ressortiront d© la description et des dessins annexés donnés k titre d'exemples nullement limitatifs. BAD ORIGINAL 69 27058 2 2059966 La figure 1 ©si un© vue d'ensemble du dispositif selon l'invention» La figure 2 est une vue d'ensemble d8un® variante du dispositif précédent» position haute, la partie supérieure du moule étant inclinée* La figure 4 montre une réalisation du plateau mobile de la presse utilisée selon 1'invention» La figure 5 et la figure 6 représentent le canal de cou— 10 lée respectivement en vue de dessus et es coupe selon l'axe I-ï de la figure 5» Les figures 7 et 8 sont deux' variantes du dispositif de moulage vues en coupe transversale* La figure 9 schématise le dispositif de commande de la S5 pression du métal en fusion injecté dans le moule en fonction de son niveau dans ce moule. Si l'on se reporte à la figure 1, on voit que le métal introduit par l'orifice de remplissage 1 s'accumule dans la poche de coulée 2 où il est amené à son point de fusion grâce à une 20 source de chaleur schématisée en 3* La poche de coulée 2 est disposée dans une enceinte étanche 8, que l'on dénommera également four § de cette poche de coulée part une canalisation 4 raccordée au tube de coulée 5* mettant ainsi en communication la poche de coulée 2 et le moule 6 disposé entre les plateaux d'une presse 7. 25 On notera également l'arrivée dans 1'enceinte étanche 8 d'une canalisation 9 permettant l'arrivée d'un gaz sous pression. Ce four 8 est disposé dans un© cavité voisins âe la presse 6 et est monté sur-roues afin de permettre son .déplacement. aisé. . hors- du foffietioaaeiaeat j, sous do -la .pression ;':3 exereeG pas? le gas dans l'«neeiato S h -la .du.aét&I' «a s£o&p e© dernier remonte à l'iatfeie^.dp -fosbp 'do sae'0®r ..On. notera, la position respective des deux dispositifs d® fusion - injection et d® moulage. Css âsiîx dispssitifs - étant dé-35 solidarisés, chacun y gagne en accessibilité.. Pour le four 8, aisément déplaçable*. le chargement, l'évacuation des crasses, le traitement du bain, ses réparations 5 La figure 3 est une vue de détail du plateau mobile en BAD ORIGINAL 69 27058 3 2059966 éventuelles, sont de ce fait facilités. Se la m&me façon, la presse 7 étant dégagée des impératifs du four, peut être aménagée différemment, dans le sens d'une plus grande accessibilité 4e ses différentes composantes et d'un 5 moins grand encombrement du plateau inférieur. Ainsi, le plateau inférieur des dispositifs classiques étant partiellement occupé en son centre par le canal de coulée et ses dispositifs annexes, un problème d'encombrement se posait pour la disposition des électeurs ou des noyaux rétractables. En 10 outre, le canal de coulée étant noyé dans la masse du plateau, était peu accessible et posait des problèmes certains, lors du nettoyage des inclusions qui pouvaient s'y accumuler lors du refroidissement du métal. Selon l'invention, l'injecteur est fixé latéralement 15 directement à la partie inférieure du moule et libère de ce fait le plateau inférieur de la presse. En cas d'obturation ou de détérioration, on peut ainsi procéder à un démontage rapide du tube de coulée 5 et éventuellement^ remplacer la pièce défectueuse. Le démontage est d'autre part facilité par la mobilité du four 8, 20 précisément prévue à cet effet. La figure 2 représente une variante du dispositif précédent, selon laquelle le dispositif de moulage est incliné, le four et ses organes annexes demeurant dans leur position indiquée précédemment. Une telle disposition est réalisée en couchant la 25 presse sur un bâti 11 inclinable selon un angle réglable par pivotement autour d'un axe 10. Ses patins tels que 12 supportent le poids de l'équipage mobile 13 de la presse ainsi que le porte-à-faux du moule. Cette disposition est particulièrement avantageuse dans le cas de moulage de grosses pièces telles que des blocs— 30 cylindres de moteurs d'automobiles. En effet, lors du démoulage de telles pièces, il est, grâce à cette disposition, facile de les évacuer au moyen d'un levage simple, selon la flèche A. Se plus, l'inspection optique de l'état de la partie supérieure du moule est également facilitée. C'est dans cette optique que la 35 modification du plateau supérieur de la presse a été effectuée selon la figure 3, utilisable dans le cas de dispositifs similaires à celui représenté à la figure 1. Selon cette variante, 69 27058 4 2059966 le plateau supérieur 14 de la presse, supportant la partie 15 du moule, a la possibilité de s'incliner en pivotant autour de l'axe horizontal 16, sous l'action du vérin 17 relié à une extrémité audit plateau et à son autre extrémité au châssis de la presse. 5 Conformément à cette disposition, après éjection de la pièce moulée, on procède à l'inclinaison de la partie supérieure du moule autorisant de la sorte une inspection aisée des empreintes et, le cas échéant, une intervention rapide pour les remettre en état. 10 Le dispositif peut être équipé de façon symétrique d'un deuxième vérin 17' qui» manoeuvré k la place du vérin 17, entraînerait de la même façon que précédemment mais en sens contraire, le plateau 14 en rotation autour de l'axe 16*, et permettrait ainsi l'observation des empreintes par un observateur disposé alors sur 15 la partie gauche de la figure. Le verrouillage du plateau 14 en position horizontale s'effectue de façon connue par des dispositifs schématisés 18-18*. Selon un mode préféré d'exécution, le plateau supérieur de la presse 7 est conformé comme représenté à la figure 4. Ce 20 mode d'exécution est particulièrement utile dans le cas d'une presse inclinée (voir la figure 2) et a pour but d'éviter lors des déplacements du plateau mobile 13 le long des montants 7* de la presse, que ne se produisent des forçages exagérés. Ces efforts résultant de la position de la presse (fig. 2) et de la dilatation 25 différentielle de ses éléments, sont nuisibles au guidage correct du plateau comme à la longévité de l'ensemble. A cet effet, on solidarise le plateau mobile 13 aux montants de la presse par l'intermédiaire de quatre chapes 19 articulées sur un point des diagonales du plateau 13 et supportant 30 des bagues de coulissement 20, libres de se mouvoir dans le sens des diagonales du plateau, ces deux pièces 19, 20 sont solidarisées de façon connue, par exemple au moyen de rainures ménagées dans l'une d'elles et de lardons disposés sur l'autre. Ces bagues de coulissement 20 se déplacent le long des montants de la presse, 35 et làrsqu'elles arrivent a un endroit où la distance entre les montants est modifiée par rapport à leur position normale, cette modification d'écartement est encaissée par les chapes 19 qui BAD ORIGINAL ' 69 27058 5 2059966 peuvent subir une rotation autour de leur axe 21, et se déplacer le long des bagues 20 dans le sens des diagonales du plateau, grâce k un espacement 22 prévu à cet effet. Les figures 5 et 6 se rapportent au canal de coulée 5 dm 5 dispositif de moulage selon l'invention. Ce canal 5 est line pièce en fonte, peu onéreuse, d'un montage aisé ; ces caractéristiques tiennent compte du fait que cet élément est une pièce d'usure, soumise aux chocs thermiques, et lui imposant par suite un changement relativement fréquent. Ce 10 canal est composé de deux parties : la partie supérieure 5a qui comprend un dispositif injecteur d'azote 5c ou de tout autre gaz inerte destiné à. éviter la formation d'oxydes lors de l'introduction du métal ; la partie inférieure 5b qui comporte une cavité 24b de mime fora» que celle 24a ménagée dans l'autre partie 5a du 15 moule. Le volume de la cavité résultante 24* diminue selon l'axe longitudinal du canal, au fur et k mesure que l'on ^éloigne de l'arrivée 23 du métal qui se prolonge en direction du four 8« Grâce à cette disposition, une pression pratiquement constante est maintenue tout le long de l'axe longitudinal de la cavité 24*• 20 De cette cavité 24* s'échappent des conduits 25, 25', aboutissant dans une m&me empreinte ou dans plusieurs empreintes diversement réparties autour de ce canal de coulée 5* Une des dispositions originales de la présente invention, réside en ce que l'on fait aboutir plusieurs conduits d'alimen— 25 tation 25 dans une même empreinte, en des endroits judicieusement choisis pour obtenir une répartition régulière de métal en fusion le long des empreintes, ne laissant aucun point de la cavité inae«« cessible. Les figures 7 et 8 illustrent deux dispositions de ce 30 canal de coulée 5 dans la presse de moulage 7. Selon la figure 7, le canal de coulée 5 est disposé dans un compartiment ménagé dans une partie excentrée du plateau 26 et d'une des deux coquilles 27 et débouche dans une région voisine de l'empreinte ; le métal arrivant du canal 5 pénètre dans la ca-35 vité de moulage au moyen de plusieurs ouvertures 25 judicieusement disposées, conformément à la disposition décrite précédemment. On notera la présence à la proximité de la terminaison ^ • BAD ORIGINAL. 69 27058 6 2059966 îki eaaal de eoulé® 5 de plusieurs brûleurs 33 destiné# à maintenir la température à ua nivo&u supérieur h la température de fusioa du métal fondra iajseté p©ur éviter les ©boirBeiioaa dans 1® eaaal 5* A ©et effet p les pièees e©®pQse,mt lo ee,ac,J soat réalisées avee &®s pa.r®io d'épaisseur la plias faible possible» compatible avec la bonne tenue mécanique de 1! enaeasfelsa Si néanmoins, pas? œx«spl© h, la suit® d'un arrêt de la machine» ceci se produisait, il serait aisé d'accéder à la pièce inopérante,, du. fait àe 1*absence de dispositif de fusion-injection au bas âe la presse, et, d'autre part, de la grandeur de 1'ouverture 28 ménagée dans le plateau» La figure 8 montre «ne variante du dispositif précédent où l'on retrouve le eaaal de co&lée 5S les résli&uffeurs 33. les 28 , conduits à*injesti©a 25 de métal dans 1®® moules/28® disposés antre les supports 27 et les plateaux de presse 26* La différence réside dans le fait que l'injection a lieu simultanément dans doux rangées d® sbouIgs 28» 28e. Dans ce cas le ©anal d'injection est toujours eospssé de deux parties 5a et 5fe? dispssées shasuae dans une xigol© 299 29® ménagé© dans la so~ quillo 27 ou, éventuellement» dans le plate-su 26 de la presse. 0©Eirae précédemment décrity le velsaie à® e® canal d'in=» jectian diminue solo® son as© longitmâimcuLs lorsqu'on ®*éloign© de la, source de métal on fusion., arrivant do la même façon par une fsc© latérale de la coquille ou dm plate&Uo Leaccessibilité au aanal 5 en cas de réparation est toujours très facile f un autre Davantage découlant d© cette dispesitiea étaat-"le grand nombre âe pièees capables d'être obtenues sisMltsafeant (par exemple des eulasses et pistons âe moteur à explosien Demies en "grappes"). Le dispasitif illmstré par la îigmre 9 est destiné k permettre une action sur la pressiom P rega&at dans 1® £out 8» et par conséquent sur la pression d® aétal ©a fusion dans 1© saoul® 6. Bsas c® bmt, on dispose dsmi ©rgases 30, 31 daas l'en™ eeimt® de moulage» sensibles à la prés@s@© du métal p sa peut par exemple utiliser des électrodes feraaiat sa circuit lorsque le métal en fusion arrive à leur nivs&uo L'électrode 31 est située à la partie bass© de 1s cavité de moulage et a pour but, lorsqu'elle arrive en contact avec 1© niveau du métal) de fermer un circuit agissant en baisse sur la BAD ORIGINAL^ 69 27058 7 2059966 pression du métal de telle façon qu'en fin de remplissage du moule, il ne se produise pas de phénomènes nuisibles, de coups de bélier, bavures, abreuvage des noyaux de sable. Un tel circuit et le régulateur de pression sont figurés en 32. 5 L'électrode 30 au contraire a pour but, lorsque le contacb arec le niveau du métal est établi, de faire croître la pression du métal dans le moule, afin d'alimenter la retassure qui se crée lors de la solidification. Un tel dispositif, monté sur n'importe quelle variante du dispositif de moulage selon l'invention, per-10 met donc une étroite liaison entre les deux parties désolidarisées dans les conditions exposées précédemment. La description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et ne limite pas le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution par tout autre 15 équivalent. 69 27058 8 2059966 REVENDICATIONS 1. Dispositif de moulage en coquille d'alliages légers à basse pression, comprenant une cuve étanche, un creuset disposé dans la cuve et destiné à contenir le métal fondu, un moule en plusieurs parties solidarisées soit au plateau supérieur soit au 5 plateau inférieur d'une presse, un tube de coulée et son raccord-dément faisant communiquer la poche avec le moule, le dispositif fonctionnant en réponse au développement de la pression d'air dans la cuve pour obliger le métal fondu k passer de la poche dans le moule par l'intermédiaire du tube de coulée, des moyens pour dé-10 velopper la pression d'air dans la cuve, caractérisé par le fait que la cuve étanche et le dispositif de moulage sont constitués par deux parties distinctes séparées, mobiles l'une par rapport à l'autre, reliées par un canal de coulée et son tube de raccordement, aisément démontables et chauffables. 15 2. Variante du dispositif de moulage en coquille & basse pression selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la cuve étanche et la poche de coulée demeurant dans leur position primitive, on amène le plan de joint du dispositif de moulage dans une position faisant un angle de 0 à 90° avec la verticale, en 20 faisant reposer l'ensemble du dispositif de moulage sur un bâti inclinable, le poids de l'équipage mobile et le porte-k-faux du moule reposant sur ledit bâti incliné par l'intermédiaire de patins coulissants. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par 25 le fait que le plateau mobile est fixé aux montants sur lesquels il coulisse, par quatre chapes situées à ses angles, et qui comportent sur leurs faces internes des rainures dans lesquelles s'engagent les parties correspondantes de manchons présentant deux méplats, ces manchons permettant d'une part le déplacement 30 du plateau le long des montants de la presse, d'autre part un certain débattement latéral du plateau* 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le canal de coulée en fonte de faible épaisseur et comportant une admission d'asote, débouche dans une coquille à 35 un endroit voisin de la cavité de moulage, s'épanouissant à son extrémité terminale en une cavité longitudinale de volume décrois— 69 27058 9 2059966 sant vers l'extrémité opposé* k l'arrivée du métal et do laque11» s'échappent des conduits d'alimentation en inétal fondu vers la cavité de moulage qui reçoit ainsi plusieurs conduits permettant une bonne répartition du métal quelle que soit la forme de la 5 pièce k obtenir* 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que dans la cavité de la coquille recevant le canal de coulée sont disposés des brûleurs destinés k maintenir la température du canal, supérieure k la température de fusion du métal 10 injecté. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que dans la cavité de moulage débouchent deux contacteurs sensibles au passage du métal permettant de rétroagir sur la pression du gaz régnant dans la cuve étanche et par suite sur la pres- 15 sion du métal liquide dans le moule, le premier situé k la base du moule ordonnant une baisse de pression pour diminuer le choc du coup de bélier en fin d'injection, le deuxième situé k la partie supérieure du moule commandant une augmentation de la pression pour compenser la retassure se créant lors du refroidissement. 20 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la partie supérieure du moule a la possibilité de pivoter en position ouverte, autour d'un axe longitudinal, k l'aide d'un vérin pour permettre une accessibilité et des possibilités de controôle de l'état du moule accrues.