Brevet FR2116408A1 — publié le 19720713

Une méthode qui s'est affirmée dans la pratique en ce qui concerne l'exécution des pièces coulées sous pression, exemptes de piqûres et de retassures et à structure dense, consiste à refouler le métal sous pression dans la coquille en plusieurs éche-5 Ions> On peut obtenir ainsi des moulages exempts de piqûres, qui possèdent des valeurs remarquables de tenue mécanique et une haute qualité de surface, cependant que les coquilles sont ménagées au maximum» Dans cette méthode, le métal est introduit sous pression dans la coquille, sans interruption du mouvement, notamment en trois 10 phases successives* Dans la première phase, le métal liquide est avancé vers la coquille à une vitesse relativement peu élevée et sous une faible pression» Dans la seconde phase, on peut'augmenter la vitesse avec une extrSme rapidité, et la coquille se remplit complètement. Une fois la coquille remplie, on passe de la seconde 15 phase à la troisième, au cours de laquelle, la vitesse étant des cendue à zéro, le métal contenu dans la coquille est soumis à une postpression accrue qui s'exerce dans cette coquille pendant la solidification du métal et qui produit une condensation de la structure. 20 Pour assurer l'introduction du métal sous pression en plusieurs phases, notamment en provoquant une surpression accrue, on peut employer des machines à couler sous pression à chambre froide équipées d'un multiplicateur. De telles machines à couler sous pression possèdent un piston de pression dont une face est soumise 25 à l'action d'un fluide sous pression, tandis que l'autre agit sur le métal. On prévoit, en plus du piston de pression, un multiplicateur comprenant un piston de multiplicateur, qui peut être associé au piston de pression et qui, après l'association, détermine une multiplication de la pression exercée sur le piston de pression. 30 A cette fin, ce piston du multiplicateur est monté à coulissement à l'intérieur du cylindre de multiplicateur juxtaposé au cylindre du piston de pression. Pour déterminer le passage de la première phase, pendant laquelle le piston de pression est avancé à une vitesse rela-35 tivement peu élevée, à la deuxième phase, au cours de laquelle la vitesse et la pression peuvent être augmentées, on prévoit un distributeur inverseur, qui est actionné par le piston de pression, 71 42456 2, 211640Ô par exemple, après que celui-ci a atteint la position désirée au cours de l'avancement du métal vers la coquille. Ce distributeur inverseur fait en sorte que des fluides de pression soumis à des pressions différentes sont amenés à agir de telle manière que, dans la première phase, le piston de pression n'est soumis qu'à une pression relativement réduite, tandis que, dans la deuxième phase, i il est soumis à une pression notablement plus élevée. Dans les machines à couler sous pression de l'espèce définie plus haut, on considère qu'il est important que le piston multiplicateur n'effectue aucun déplacement pendant l'avancement du métal vers la coquille et jusqu'au remplissage complet de celle-ci, afin que l'effort de pression multiplié demeure disponible dans son entièreté pour la mise en jeu de la postpression. Il est en outre désirable de pouvoir régler l'instant de l'attelage du multiplicateur lors du remplissage de la coquille. Finalement, il faut que l'on puisse également faire varier la grandeur du taux de multiplication dans de larges limites. On connaît déjà des systèmes de commande qui conviennent en principe pour bloquer le piston du multiplicateur pendant une durée prédéterminée et qui permettent d'ajuster l'intervalle de temps entre, d'une part, l'impulsion visant l'association du piston du multiplicateur et, d'autre part, l'accomplissement de cette association, ainsi que de faire varier la grandeur de la postpression dans de larges limites. Toutefois, ces systèmes de commande sont, d'une part, d'un coût élevé et, d'autre part, d'une construction et d'un fonctionnement compliqués. L'invention vise essentiellement à remédier à cette situation. Elle propose un procédé relativement simple pour la gouverne de l'association du multiplicateur au piston de pression, ce procédé permettant d'établir un dispositif de commande d'un cofit minimum et d'une sécurité de fonctionnement élevée. Suivant l'invention, le but visé est atteint par le fait que l'effort de pression qui produit le déplacement du piston du multiplicateur est mis en jeu, sous la dépendance de la position du piston de pression, principalement à la fin de l'avancement du métal liquide vers la coquille. Une autre particularité favorable de l'invention consiste en ce que l'effort requis pour le dé- 71 42456 ' 3- 2116408 placement du piston du multiplicateur est contrôlé au moyen de l'élément de commande qui détermine l'élévation de la vitesse du piston de pression après l'avancement du métal liquide. Lors de la mise en oeuvre du procédé suivant l'in-5 vention, l'association du piston du multiplicateur au piston de pression s'amorce déjà au moment du passage de la première phase à la deuxième phase. 11 a été surprenant de constater que, pour un grand nombre de moulages, le refoulement du métal sous pression dans la coquille peut s'effectuer de cette manière, sans que des 10 défauts apparaissent dans la structure des moulages ni que leur te nue mécanique soit compromise. De plus, la machine à couler sous pression ne subit pratiquement aucune sollicitation supplémentaire, parce que, en règle générale, la deuxième phase ne dure qu'un bref moment, de sorte que, pour peu que le système commandant 1'associais tion du multiplicateur au piston de pression soit affecté d'une certaine inertie, le piston du multiplicateur n'est pratiquement libéré qu'à la fin de la deuxième phase, comme c'est le cas - mais' au prix d'une dépense notablement plus élevée - lorsqu'on fait appel aux systèmes de commande complémentaires utilisés à ce jour. 20 Le procédé suivant l'invention peut être mis en oeuvre avec un avantage particulier dans une machine à couler sous pression à chambre froide - machine qui comprend une chambre de charge initiale de multiplicateur et un distributeur inverseur hydraulique commandé par le piston de pression et agissant sur une 25 soupape de commande prévue dans la canalisation de communication qui achemine le fluide de pression servant à élever la vitesse du piston de pression après l'avancement du métal liquide vers la coquille, cette canalisation de communication pouvant être raccordée, par l'entremise du distributeur inverseur, à la chambre située 30 derrière l'organe obturateur de la soupape de commande, cette cham bre étant soumise, lorsque le distributeur inverseur n'est pas commandé, à une pression notablement plus basse, par exemple la pression de l'air ambiant, - lorsque la chambre de charge initiale du multiplicateur communique au moyen d'un pressostat avec la 35 chambre située derrière l'organe obturateur de la soupape de com mande. Lors de l'application de la présente invention, le 71 42456 2116408 distributeur inverseur, qui est présent de toute façon, est mis à contribution pour commuter le fluide de pression, qui agit dans la première phase sur le piston de pression, vers le fluide de pression qui, dans la seconde phase, agit dans le sens de l'élimination du blocage du piston du multiplicateur, cette disposition pouvant être appliquée dans de très nombreux cas sans nécessiter guère de compostants supplémentaires» En plus de sa grande simplicité, l'invention offre l'avantage que le multiplicateur peut être associé au piston de pression ou au piston d'injection relié à ce dernier et agissant sur le métal, indépendamment des pressions agissant sur le piston de pression dans la première phase et au début de la deuxième phase» L'invention sera décrite ci-après à l'aide du dessin annexé, qui représenta le système d'introduction de métal sous pression d'une machine à couler sous pression à chambre froide, de type horizontal» Le piston de pression 2 est guidé à coulissement dans le cylindre de pression 1» La tige 3 de ce piston porte à son extrémité antérieure, non représentée, le piston d'injection, également non représenté, qui refoule le métal sous pression lorsque le piston de pression 2 se déplace dans le cylindre de pression 1, dans le sens de la flèche A, sous l'action du fluide de pression, cependant que la chambre 28 et la canalisation 26 sont mises en communication avec le puisard par le système de commande, non représenté, de la machine à couler sous pression» Au cylindre de pression 1 se raccorde le cylindre k du multiplicateur, dans lequel le piston de multiplicateur 5 est monté à coulissement» Le groupe d'alimentation sous pression représenté de la machine à couler sous pression comprend en outre un accumulateur de pression 6, dans la canalisation de communication 7 duquel est prévue une soupape de commande dont l'orgaine obturateur 8 peut être actionné par voie hydraulique, au moyen du distributeur inverseur 9» Ce distributeur inverseur est réalisé ici sous la forme d'un distributeur à k/2 voies et est raccordé par les canalisations 10, 11, à l'espace annulaire 12 et, par les canalisations 13» ^t 15» & l'espace 16 situé derrière 1'organe obturateur 8» Dans la position du distributeur inverseur 9 représentée le des- 71 42456 5 2116408 sin, les chambres 12 et 16 communiquent entre elles, de sorte que l'organe obturateur 8 est maintenu dans sa position d'obturation par la pression fournie par l'accumulateur de pression 6. Lorsque le distributeur inverseur est amené à sa seconde position, il s'établit 5 une communication, par la canalisation 17, entre la chambre 16 et le puisard l8. Par suite, l'effort de pression agissant sur l'organe obturateur 8 par l'entremise de l'anneau 19 l'emporte, de sorte que cet organe se déplace vers la droite, c'est-à-dire vers la position d'ouverture. La course de l'organe obturateur 8 peut être ajus-10 tée au moyen du volant à main 20. À la canalisation 11 est en outre raccordée la conduite de refoulement 21 de la pompe, dans laquelle est intercalée une soupape de retenue 22. Le distributeur inverseur 9 est positionné par voie électromagnétique, par exemple, au moyen d'un interrupteur électri-15 que, lequel est à son tour actionné par une timonerie fixée à la tige de piston 3« A titre de variante, le distributeur inverseur 9 pourrait être positionné à l'aide d'une minuterie, mise en marche au début de la course du piston de pression. Le pressostat Zk qui, comme on le sait, sert à régler la précompression du compresseur, 20 est relié à la chambre 28 par la conduite 26. En outre, le raccord de télécommande 29 de la soupape 2h est raccordé par les conduites 30 et 23 à la conduite l*f. Il s'ensuit qu'au début de la première phase de pression le pressostat 2k est, il est vrai, raccordé au puisard par la conduite 26 et la chambre 28, ainsi que par le sys-25 tème de commande, non représenté, de la machine à couler sous pression ; cependant, grâce au raccord 29 et aux conduites 30, 23 et ce pressostat communique avec la chambre 12 par les conduites 10 et 11, et donc demeure fermé, jusqu'à ce que le distributeur inverseur 9 se déplace au début de la seconde phase de pression. C'est 30 alors seulement que le piston 5 du multiplicateur peut effectuer un déplacement. 71 42456 6 2116408 REVENDICATIONS. 1) Procédé pour la gouverne de l'association du multiplicateur au piston de pression de machines à couler sous pression à multiplicateur, caractérisé en ce que l'effort de pression qui produit le déplacement du piston du multiplicateur est mis en jeu, sous la dépendance de la position du piston de pression, principalement à la fin de l'avancement du métal liquide vers la coquille. 2) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'effort requis pour le déplacement du piston du multiplicateur est contrôlé au moyen de l'élément de commande, qui détermine l'élévation de la vitesse du piston de pression après l'avancement du métal liquide• 3) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant les revendications 1 et 2, considérées dans leur ensemble, dans une machine à couler sous pression à chambre froide, qui comprend une chambre de charge initiale du multiplicateur et un distributeur inverseur hydraulique commandé par le piston de pression et agissant sur une soupape de commande prévue dans la canalisation de communication qui achemine le fluide de pression servant à élever la vitesse du piston de pression après l'avancement du métal liquide vers la coquille, cette canalisation de communication pouvant être raccordée, par l'entremise du distributeur inverseur, à la chambre située derrière 1'organe obturateur de la soupape de commande, cette chambre étant soumise, lorsque le distributeur inverseur n'est pas commandé, à la pression de l'air ambiant, ce dispositif étant caractérisé en ce que le pressostat communique avec la chambre située derrière l'organe obturateur de la soupape de commande.