Brevet FR2115236A1 — publié le 19720707

' 2115236 Une méthode qui s'est avérée pour l'exécution de pièces coulées sous pression, exemptes de jaiqûres et de retassures et à structure dense, consiste à refouler le métal sous pression dans la coquille en plusieurs échelons» On obtient ainsi des moulages exempts de piqûres, qui possèdent des valeurs remarquables de rigidité 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 et surtout en trois 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 deuxième phase, on peut augmenter la vitesse avec une extrême rapidité, et la coquille se remplit complètement. Une fois la coquille remplie, on passe de la deuxième phase à la troisième, au cours de laquelle, la vitesse étant descendue 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. Pour assurer l'introduction dm métal sous pression en plusieurs phases, notamment avec application d'une postpression accrue, on peut employer des machines à couler sous pression à chambre froide équipées d'un multiplicateur. Dé telles machines à couler sous pression possèdent un piston de pression, dont une face est soumise à l'action du fluide de 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. A cette fin, ce piston de multiplicateur est monté à coulis-sement 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 relativement 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 par exemple, après que celui-ci a atteint la position désirée au cours 1 41325 2. 2115236 de l'avancement du métal vers la coquille. Ce distributeur inverseur fait en aorte 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 seconde phase, 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 du 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 postcompression. Il est en outre désirable de pouvoir régler l'instant de l'association du multiplicateur au piston de pression lors du remplissage de la coquille. Finalement, il faut que l'on puisse 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 prédéterminable et qui permettent d'ajuster l'intervalle de temps entre, d'une part, l'impulsion visant à associer le piston du multiplicateur au piston de pression 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 commande de l'association du piston du multiplicateur au piston foulant, ce procédé permettant d'établir un dispositif de commande d'un coût minimum et d'une sécurité d'emploi élevée. Suivant l'invention, le but visé est principalement atteint par le fait que l'effort de pression qui produit le déplacement du piston du multiplicateur est amené à s'exercer en fonction de la position du piston de pression, notamment à la fin de l'avancement du métal liquide vers la coquille. Une particularité avantageuse de l'invention consiste en ce que l'effort de positionnement du piston du multiplicateur est contrôlé au moyen de l'organe de commande qui provoque l'élévation de la vitesse du piston foulant 71 41325 2115236 après l'avancement du métal liquide. Lors de la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, 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. Il 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 défauts se produisent dans la structure des moulages ni que leur rigidité 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 l'association du multiplicateur au piston de pression soit affecté d'une certaine i-nertie, 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. Le procédé suivant l'invention peut être mis en oeuvre avec un avantage particulier dans une. machine à couler sous pression à chambre froide, qui comprend un accumulateur de pression raccordé à la chambre de précompression du multiplicateur,- la canalisation de communication de ce dernier contenant une soupape de retenue à course d'ouverture réglable, soupape dont l'organe obturateur s'ouvre, sous l'action d'un fluide sous pression, vers l'accumulateur de pression, cette machine étant pourvue d'un distributeur inverseur hydraulique, commandé par le piston de pression, pour une soupape de commande intercalée 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, ce dispositif étant caractérisé en ce que, afin de soumettre l'organe obturateur à l'action du fluide de pression dans le sens de l'obturation, la soupape de retenue est raccordée à la canalisation transportant le fluide de pression appelé à accroître ia vitesse du piston de pression, cette soupape de retenue étant actionnée au moyen du distributeur inverseur pour l'organe obturateur de la soupape de commande. Lors de la mise en oeuvre de l'invention, le distri- 71 41325 2115236 buteur inverseur, qiïïest présent de toute façon, est utilisé pour effectuer la commutation du fluide de pression agissant 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 5 blocage du piston du multiplicateur, cette disposition pouvant être appliquée dans de très nombreux cas sans qu'il ne soit guère nécessaire de prévoir des composants supplémentaires. Au besoin, le dispositif suivant l'invention peut être modifié à peu de frais dans un sens tel que l'intervalle de temps 10 qui s'écoule entre l'impulsion d'actionnement en vue de l'association du multiplicateur au piston de pression jusqu'à l'accomplissement de cette association puisse être modifié à volonté. Il suffit à cet effet d'intercaler dans le circuit du fluide de pression pour 1'actionnement de la soupape de retenue un système temporisateur reglable, 15 qui peut agir par voie hydraulique, électrique ou pneumatique ou de toute autre manière. En plus de sa 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, in-20 dépendamment des pressions agissant sur le piston de pression dans la première et la deuxième phases. L'invention sera décrite ci-après à l'aide du dessin annexé, qui représente le système d'introduction de métal sous pression d'une machine à couler sous pression à chambre- froide, de type 25 horizontal. Le piston de pression 2 est guidé à coulissement dans le cylindre de presse 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 30 pression 2 se déplace dans le cylindre de pression 1 dans le sens de la fleche A sous l'action du fluide de pression. A ce cylindre de pression est raccordé le cylindre de multiplicateur k, dans lequel est monté à coulissement le piston de multiplicateur 5. L'accumulateur de pression S est relié à la chambre de précompression 7 du 35 compresseur_par la conduite 6. Entre cet accumulateur et la chambre de précompression 7 du compresseur est interposée une soupape de retenue 9 dont la course d'ouverture est mise au point par la tige 10. 71 41325 '• 2115236 Pour soumettre l'élément obturateur 11 à l'action de la pression dans le sens de la fermeture de la soupape de retenue 9, cette dernière est reliée par le conduit 12 et le conduit 13, ainsi que le conduit 14 et 15 à la chambre 16, dans laquelle débouche le 5 conduit de communication 17 venant de l'accumulateur de pression 18. La chambre 16 peut être mise en communication avec le piston 5 du multiplicateur ou isolée de celui-ci, au moyen d'une soupape de commande. La course de l'organe obturateur 19 faisant partie de cette soupape de commande peut être réglée à l'aide d'un volant à 10 main 20. La conduite 14 est raccordée au distributeur inverseur 21 établi sous la forme d'une soupape à k/Z voies, reliée"par le conduit 22 au distributeur à 2/2 voies 23, lui-même relié par le conduit Zk au conduit 13» Le distributeur à 2/2 voies 23 consti-15 tue, en combinaison avec la soupape d'étranglement réglable 25 et la soupape de retenue 26, un système temporisateur 27 à action hydraulique, La soupape 23 est amenée de la position de fermeture représentée à la position dans laquelle elle établit la communication entre le conduit.Zk et le conduit 22, lorsque la soupape d'in-20 version 21 a été amenée de sa position représentée à sa seconde po sition. En effet, à ce moment, la pression s'exerçant dans le conduit de refoulement 29 de la pompe, conduit raccordé au conduit 14, se propage par le conduit 28, pour venir agir sur la soupape 23. Par suite, cette dernière est amenée,avec le retard réglé suivant le 25 cas, à la position dans laquelle elle met en communication les con duits 22 et Zbo L'actionnement du distributeur inverseur 21 est effectué, par exemple, à partir de la tige de piston 3, au moyen d'une timonerie et d'un interrupteur électrique de fin de course, ainsi qu'il est connu en soi. 30 Lorsque le distributeur inverseur 21 occupe la posi tion représentée dans le dessin, la chambre l6 est reliée à la chambre 32 par les conduits 15, l2*, 30 et 31» Par conséquent, l'organe obturateur 19 est maintenu dans sa position d'obturation représentée, La chambre 16 est on outre raccordée à la chambre 33 35 par des conduits îA, 13 et 12, à s sorte que l'orçane obturateur 11 c-st également maintenu dans sa position d'obturation représentée. T; t-fc: r:, aussitôt eue le distributeur inverseur 21 est "olacé ' 6AD ORIGIN^ 71 41325 6. 2115236 dans son autre position, les chambres 32 et 33 sont mises en communication arec le conduit 35 aboutissant au réservoir 34, de sorte que la pression qui règne dans ces chambres est celle de l'air ambiant. Ceci a pour effet que l'organe obturateur 11 et l'organe 5 obturateur 19 s'ouvrent sous l'effet de la contre-pression hydraulique. Cependant, et comme indiqué plus haut, le temps d'ouverture de l'organe obturateur 11 peut être retardé par le système temporisateur 27. Dans ce cas, - et aussitôt que le distributeur inverseur 21 a été placé dans son autre position et que, de cette façon, la 10 > chambre 32 a été mise en contact brusquement avec le conduit 35 aboutissant au réservoir 34 - l'organe obturateur 11 demeure encore en communication, par les conduits 12, 13, 36, l4 et 15, ainsi que l'orifice d'étranglement fixe 37, avec la chambre 19, et donc sous pression et en position de fermeture, jusqu'à ce que, à la suite de 15 l'entrée en action du système temporisateur 27, la chambre 33 soit également mise en communication, par les conduits 12, 24, 22, 30, avec le conduit 35 aboutissant au réservoir 34, de sorte que l'organe d'obturation 11 s'ouvre. La minime quantité d'huile, qui continue encore à affluer par l'orifice d'étranglement 37, est sans effet, étant 20 donné qu'elle est également évacuée vers le réservoir 34, par les conduits 24, 22, 30 et 35, d'un diamètre notablement supérieur. Il s'ensuit que, dans la forme de réalisation représentée, l'actionne-ment du distributeur inverseur 21, entraîne, en même temps que le démarrage de la seconde phase, la mise en service du multiplicateur 4, 25 5» aise en service qui, en l'absence d'un temporisateur 27 ou lorsque la temporisation de celui-ci est ajustée à zéro, a lieu immédiatement à la suite de l'inversion du distributeur 21, la disposition étant telle que ce même distributeur inverseur 21, qui est de toute façon nécessaire pour la commande de l'organe obturateur 19, est 30 mis à contribution pour l'actionnement de la soupape de retenue 9„ BAD ORIGINAL * 71 41325 . 7' 2115236 REVENDI CATIONS. 1) Procédé pour la gouverne de l'association du multiplicateur au piston de pression dans les machines à couler sous pression à multiplicateur, caractérisé en ce que l'effort de pression qui produit le déplacement du piston du multiplicateur est amené à s'exercer en fonction de la position du piston de pression, notamment à la fin de l'avancement du métal liquide vers la coquille. 2) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'effort de positionnement du piston du multiplicateur est contrSlé au moyen de l'organe de commande qui provoque 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 dans une machine à couler sous pression à chambre froide, qui comprend un accumulateur de pression raccordé à la chambre de précompression du multiplicateur, la canalisation de communication de ce dernier contenant une soupape de retenue à course d'ouverture réglable, soupape dont l'organe obturateur s'ouvre, sous l'action d'un fluide sous pression, vers l'accumulateur de pression, cette machine étant pourvue d'un distributeur inverseur hydraulique, commandé par le piston de -pression, pour une soupape de commande intercalée 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, ce dispositif étant caractérisé en ce que, afin de soumettre l'organe obturateur à l'action du fluide de pression dans le sens de 1'obturation, la soupape de retenue est raccordée à la canalisation transportant le fluide de pression appelé à accroître la vitesse du piston de pression, cette soupape de retenue étant actionnée au moyen Su distributeur inverseur pour l'organe obturateur de la soupape de commande. 4) Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'un organe temporisateur réglable est interposé dans le circuit de fluide de pression pour l'actionnement de la soupape de retenue. bad original1