Brevet FR2064088A1 — publié le 19710716

La présente invention concerne un système de coulée automatique pour machines à mouler à basse pression, machines à mouler sous pression à chambre froide, ou à mouler en coquilles réutilisables. Plus particulièrement, l'invention concerne un dispositif intégré à une machine de ce type et distri-5 buant des doses constantes et uniformes de métal fondu dans les cavités de moulage. A cet effet, l'invention comporte un dispositif multipompe permettant d'obtenir l'uniformité requise des charges de métal fondu envoyées dans la cavité de moulage. Une machine à mouler pouvant être équipée du dispositif de 10 l'invention comprend généralement un bâti horizontal supportant un four de réserve contenant le métal en fusion, un dispositif de pompage du métal en fusion immergé dans le four et un "col de cygne" à passage mettant en communication le dispositif de pompage et le fourreau de la machine au voisinage de la cavité de moulage. 15 Le dispositif classique de moule comporte un porte-moule fixe vertical ou horizontal, plusieurs colonnes ou tiges de guidage espacées fixées à une des faces du porte-moule fixe, et un plateau porte-moule mobile coulissant sur les colonnes. En outre, une plaque de fermeture est montée du côté tiges du porte-moule fixe et un éjecteur de moule est monté sur la face 20 du plateau porte-moule mobile à l'opposé de la plaque de fermeture. La coquille mobile peut être animée d'un mouvement de va-et-vient par rapport à l'élément fixe, ce mouvement coulissant étant entraîné en va-et-vient par un dispositif hydraulique et, de ce fait, les éléments à couvercle et à éjecteur peuvent s'ouvrir et se refermer l'un contre l'autre au cours du cycle de 25 moulage. Précédemment, lorsque ces machines à mouler à chambre froide étaient utilisées, la charge de métal fondu devait être transférée manuellement depuis le réservoir de métal en fusion au manchon d'alimentation à l'extrémité du cylindre d'injection et à l'entrée de la cavité du moule avant le moulage 30 proprement dit. Ce procédé était inefficace, donnait des produits de mauvaise qualité et, de plus, cette alimentation manuelle était dangereuse pour l'opérateur et, en conséquence, différents dispositifs semi-automatiques, automatiques ont été conçus pour transmettre le métal fondu au manchon de la machine à mouler en coquilles et l'injecter dans le moule. Plus tard, des 35 machines perfectionnées complètement automatiques ont été réalisées et,en particulier, les machines automatiques de moulage en coquilles les plus modernes comportent des dispositifs incorporés mesurant automatiquement la 70 35583 2064n88 quantité de métal fondu qui doit être distribué au manchon d'alimentation du cylindre d'injection au voisinage de la cavité. Toutefois, dans ces machines à mouler en coquilles connues, le système automatique de dosage n'offre pas la précision requise pour fournir 5 une quantité prédéterminée constante de métal en fusion au manchon. D'autre part, de nombreuses machines réalisées sont basées sur l'utilisation d'un système automatique à plongeur et des dispositifs à dépression ou à pression de gaz qui sont agencés de manière à fournir au manchon d'injection une quantité de métal en fusion plus grande que la quantité requise par le volume 10 de la ou des pièces moulées et la capacité du canal d'injection. Cette suralimentation présente des inconvénients, notamment la formation d'une pièce de dimension trop grande. Un excès ou une insuffisance de l'apport de métal fondu dans la cavité de moulage ne permet pas d'effectuer des moulages précis. En outre, les dispositifs à pompe unique, souvent utilisés pour transférer le 15 métal fondu dans la capacité, ne permettent pas en général de doser une quantité exacte et constante. Ce défaut provient du fait que le cylindre de la pompe de distribution est alimenté par gravité et que le niveau du métal en fusion dans le réservoir est variable. En particulier, la gravité et la pression du métal lui-même sont utilisées pour remplir le cylindre de distri-20 bution et fréquemment la pression et la gravité combinées ne permettent pas un remplissage total du cylindre de la pompe de distribution. De même, très souvent, la pression ou d'autres dispositifs utilisés pour remplir le cylindre de la pompe de distribution ne permettent pas de remplir correctement cette pompe unique &t celle-ci ne peut transmettre au manchon d'injection la 25 quantité prévue de métal fondu correspondant à sa capacité d'aspiration. En conséquence, l'invention a pour objet un système d'alimentation automatique d'une machine à mouler en coquilles fournissant à l'enceinte du manchon d'injection de la cavité de moulage des doses de métal fondu prédéterminées et constantes. Le dispositif de dosage de l'injec-30 tion de l'invention est destiné aux machines à mouler en coquilles ou autres procédés de moulage qui exigent un dosage précis de métal fondu à chaque cycle. Ce dispositif d'alimentation automatique de l'invention doit pouvoir distribuer du métal fondu et doit fournir un métal pur exempt des oxydes contenus dans le four de réserve et des crasses flottant dans ce dernier. 35 En outre, il ne doit pas présenter de danger pour les utilisateurs de la machine. 70 35583 3 2064088 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description détaillée qui va suivre et des dessins annexés dans lesquels : -la figure 1 est une coupe longitudinale du dispositif de 5 l'invention montrant la chambre de pression placée dans le creuset ou le four de réserve de métal fondu, et - la figure 2 est une vue en élévation et en coupe partielle du dispositif représenté figure 1. Le dispositif de l'invention décrit à titre d'exemple est 10 destiné à alimenter en doses de métal fondu une machine à mouler en coquilles et comporte un four de réserve de métal en fusion disposé horizontalement èt dont les parois extérieures sont constituées par une matière réfractaire convenable. Une chambre de pression comportant une pompe à deux cylindres est disposée de manière à être immergée partiellement dans le métal en fusion 15 contenu dans le four de réserve. Ce dispositif permet de pomper le métal en fusion et delediriger dans un canal de passage ménagé dans un col de cygne relié au manchon d'injection au voisinage de la cavité de moulage. Le manchon est accouplé à l'extrémité d'un cylindre hydraulique d'injection qui donne la pression pour injecter le métal en fusion contenu dans le manchon dans 20 l'empreinte du moule. Dans la figure 1 qui représente une forme de réalisation de l'invention, l'enceinte 10 de métal en fusion est disposés horizontalement. Cette enceinte ou four 10 est rempli de métal fondu jusqu'à un niveau 12 et comporte un dispositif de chauffage (non représenté) qui maintient le métal 25 à l'état fondu. Les parois de ce four de réserve 10 sont en matière réfractaire convenable pouvant résister pendant une période relativement longue à de hautes températures. Un corps à chambres multiples 14 est fixé à demeure au four dç réserve 10. Le corps 14 comporte des parois latérales verticales 15 et 18 30 délimitant des corps de pompe permettant de refouler le métal en fusion contenu dans le four de réserve 10 et de le diriger vers les cavités des moules. Un col de cygne 20, délimitant un canal de passage intérieur 22 est relié au fond de la paroi latérale 16 et communique avec l'intérieur du 35 corps 14. L'extrémité supérieure du col de cygne 20 est reliée à une lumière 24 d'un manchon 25 disposé à l'entrée de ladite cavité (non représentée). Le corps 14 comporte deux cylindres verticaux 26 et 28 délimitant entre eux une 70 35583 4 2064088 chambre intermédiaire 50. Le revêtement des parois intérieures des cylindres 26 et 28 est en graphite ou autre matière réfractaire maintenant le métal à l'état fondu. Des pistons 32 et 34 sont disposés respectivement dans les cylindres 26 et 28 et coulissent dans ces derniers selon une course prédé-5 terminée. Le diamètre du cylindre 28 est plus grand que le diamètre du cylindre 26. De ce fait, le volume de métal fondu refoulé par le cylindre 28 est plus grand que le volume de métal fondu que peut refouler le cylindre 26. Les pistons 32 et 34 sont prolongés à leur partie supérieure par des tiges de piston verticales respectives 36 et 38 transmettant intégra-10 lement leur mouvement à ces pistons respectifs. Les extrémités supérieures des tiges 36 et 38 des pistons sont fixées chacune par un moyen convenable à une traverse horizontale 40. La tige de piston verticale 42 d'un vérin 44 est également fixée à la partie supérieure de la traverse 40. Ce vérin 44^ qui est par exemple 15 entraîné à l'aide d'un fluide, est fixé à demeure par un moyen convenable de manière à pouvoir déplacer la tige de piston 42 et la traverse 40 qui lui est fixée, par rapport au four de réserve 10. On voit que,lorsque le vérin 44 entraîné par fluide est mis en mouvement pour déplacer la tige de piston 42 vers le bas, la traverse 20 40 se déplace en correspondance vers le bas et fait descendre de même les tiges 36 et 38 et leurs pistons respectifs 32 et 34 dans leurs cylindres 26 et 28. On voit que les pistons se déplacent dans chaque cylindre simultanément vers le bas d'une même courbe et que, de ce fait, leur déplacement relatif par rapport à chaquë cylindre 26 et 28 est identique. 25 Une chambre 50 est ménagée au centre entre les cylindres 26 et 28 dans le corps 14. Un canal vertical de passage 52 fait communiquer l'extrémité inférieure du cylindre 28 et la partie supérieure de la chambre 50. En outre, le cylindre 28 comporte un orifice d'admission 56 ménagé dans la paroi verticale 18 du corps 14 et qui fait communiquer directement 30 l'enceinte intérieure du four de réserve 10 et la chambre du cylindre 26. Le col de cygne 20 comporte un passage intérieur 22 qui met en communication l'orifice de sortie 60 du cylindre 26 et l'orifice d'entrée du tube de transfert 24. Ce dernier peut être réchauffé électriquement pour assurer un meilleur écoulement du métal fondu. Le canal de transfert 24 35 est relié directement au manchon 25 de la cavité de moule. Le fonctionnement du dispositif est le suivant : le métal en fusion contenu dans le four de réserve 10 est aspiré dans la chambre 14 à travers l'orifice d'entrée 56 par l'effet de vide partiel créé par la remontée du piston 34. Ensuite, lorsque le plongeur 38 descend, le métal en 70 35583 5 2064088 fusion est refoulé du cylindre 28 à travers le canal de passage vertical 52 et, de ce fait, dans la chambre centrale 50. Lors de la course suivante du piston, le piston 32 remonte dans le cylindre 26 et le métal fondu de la chambre centrale 50 est aspiré par l'orifice d'entrée 58 dans le cylindre 26. 5 Lorsque le piston 32 redescend après que le métal en fusion a pénétré dans le cylindre 26, l'orifice d'admission 58 est obturé par le piston et le métal en fusion refoulé du cylindre 26 remonte par le canal de passage 22 du col de cygne 20 puis traverse la tubulure de transfert 24 et pénètre dans la cavité de moule qui lui est associée. 10 Le cylindre 28 étant de plus grand diamètre que le cylindre 26, l'intérieur du cylindre 28 et, par conséquent, la chambre centrale 50 contiennent toujours une quantité de métal supérieure à la capacité du cylindre 26 qui injecte le métal en fusion dans la cavité de moule. De ce fait, le cylindre 26 est toujours complètement rempli par le maintien d'un 15 niveau constant 12 pour injecter une quantité constante de métal fondu dans la cavité de moule associée. Cette dernière reçoit donc des doses constamment égales de métal fondu à chaque cycle quel que soit le niveau 12 du métal en fusion dans le four de réserve 10. On voit ainsi que, grâce à cette disposition de pompes 20 jumelées du corps 14, le cylindre 26 est toujours rempli complètement car le métal en fusion qu'il aspire provient de la chambre centrale 50 dans laquelle le métal fondu est à un niveau constant et n'est pas agité. Tout excès de métal envoyé par le piston 34 dans la chambre 50 déborde et coule par des gorges de retour 66 et le niveau du métal en fusion dans la chambre intermé-25 diaire 50 est maintenu constant. Il faut noter que la partie principale du corps 14 est de préférence en matière réfractaire convenable, par exemple en céramique, les parois internes des cylindres 26 et 29 étant constituées par des chemises en matière résistant à l'usure pour assurer leur étanchéité nécessaire avec 30 les parois extérieures des pistons respectifs 32 et 34. Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation qui viennent d'être décrites et l'homme de l'art pourra y apporter diverses modifications sans pour autant sortir de son cadre. 70 35583 6 2064088 REVENDICATIONS 1. Dispositif de distribution de doses de métal en fusion contenu dans un four de réserve pour alimenter une machine à mouler, caractérisé en ce qu'il comprend un corps dont une partie est au moins partiellement immergée dans le métal fondu contenu dans le four de réserve, 5 et comportant une première, une seconde et une troisième chambre, des moyens d'admission permettant au métal en fusion contenu dans le four de réserve de pénétrer dans la première chambre, un premier canal de passage mettant en communication la première chambre et la seconde chambre, un second canal de passage mettant en communication la seconde chambre et la troisième chambre, 10 un canal d'évacuation mettant en communication la troisième chambre et la machine à mouler, et des éléments de pompage disposés dans la première et dans la troisième chambre du corps permettant d'envoyer du métal en fusion depuis le four de réserve vers la machine à mouler. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que 15 les moyens d'admission de la matière fondue dans ledit corps sont agencés en dessous du niveau du métal en fusion contenu dans le four de réserve. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier canal de passage met en communication la partie inférieure de la première chambre et la partie supérieure de la seconde chambre. 20 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier canal de passage reliant l'extrémité inférieure de la première chambre à la partie supérieure de la seconde chambre débouche dans cette dernière au-dessus du niveau du métal en fusion contenu dans le four de réserve. 25 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le second canal de passage est disposé en dessous de l'orifice de sortie du premier canal de passage débouchant dans la seconde chambre. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les éléments de pompage sont des pistons disposés respectivement dans la 30 première et dans la troisième chambre. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits éléments de pompage sont entraînés par un moteur actionné par la pression d'un fluide de manière que les pistons effectuent un mouvement de va-et-vient simultané.