Brevet FR2134394A1 — publié le 19721208

i 2134394 Pour obtenir des pièces coulées exemptes de pores, à structure dense, présentant de bonnes propriétés de résistance, il s'est avéré avantageux, sur les machines à couler sous pression qui comportent une chambre "froide" d'introduire le 5 métal sous pression en plusieurs phases dans le moule. Dans la première phase, on le fait progresser avec une vitesse relativement faible et une pression relativement basse, l'ouverture de remplissage étant fermée, tandis que l'air occlus dans la cavité de la chambre de compression est partiellement évacué. 10 Dans la seconde phase, la vitesse du piston de chargement est augmentée par à-coups. A la fin du remplissage du moule, le déplacement du piston de chargement subit un freinage brutal. La pression augmente, et dès la fin du remplissage du moule, on laisse la post-compression s'établir. Pour éviter la pointe 15 de la post-compression de pressage qui apparaît à la fin du remplissage du moule par suite du freinage des masses en mouvement, et pour assurer l'établissement rapide et contrôlé de cette post-compression, on a fait connaître des machines à couler sous pression à chambre "froide" qui sont chacune équi-20 pées d'un multiplicateur, dont on peut faire agir le piston, en fonction d'une contre-pression ajustable, sur le piston de compression et le piston de chargement. Les machines à couler sous pression à chambre "froide" du genre mentionné ont remarquablement fait leurs preuves. 25 Elles donnent aussi des pièces coulées à structure dense, exemptes de pores et de grande résistance. Il peut, néanmoins, être souhaitable d'obtenir une amélioration de structure encore plus grande dans le cas de certaines formes des pièces coulées, par exemple dans le cas de produits coulés présentant des 50 parois de forte épaisseur. L'objection essentiel de la présente invention est de fournir un moyen pour y parvenir. Par conséquent, cette invention réside dams le cadre d'un procédé prévu pour produire des pièces coulées à structure dense sur des machines à couler sous pression à chambre "froide" qui travail-55 lent suivant le principe à plusieurs phases et qui sont équipées d'un multiplicateur, dont on peut faire agir le piston, en fonction d'une contre-pression ajustable, sur le piston de compression et le piston de chargement, dans le fait qu'on peut à volonté à la fin du remplissage du moule réduire le temps 72 13711 2 2134394 nécessaire à l'établissement de la post-compression, indépendamment de la vitesse de compression établie dans la seconde phase, par apport d'une quantité complémentaire de liquide. Ainsi que la pratique l'a montré, on peut fabriquer 5 suivant ce procédé des pièces d'une structure particulièrement dense, qui, de plus, présentent une surface irréprochable et possèdent de remarquables propriétés de résistance. Cet avantage est d'une importance toute particulière du fait qu'on peut conserver aux machines à couler sous pression le type de 10 construction qui a fait ses preuves et du fait qu'en outre il est aisément possible d'équiper encore après coup des machines à couler sous pression déjà existantes du type de construction qui a fait ses preuves, pour qu'elles puissent servir à la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention. 15 Lors de la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, l'entrée en jeu de la post-compression complémentaire est avantageusement programmée, et ce par le même organe au moyen duquel on commande le passage de la première à la seconde phase. 20 Pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'in vention, il est recommandé de prévoir un dispositif dans lequel un accumulateur de pression est relié au multiplicateur par un piston d'arrêt et dans lequel il est prévu une vanne 4-/2 voies qui commande une vanne d'arrêt montée dans une conduite reliant, 25 avec l'accumulateur de pression, l'enceinte située devant le piston d'arrêt. La vanne 4/2 voies peut être actionnée d'une manière connue en soi par le piston de chargement en fonction de la course du piston ou en fonction du temps. Lorsqu'une machine à couler sous pression du genre 30 indiqué, qui comporte une chambre "froide", est équipée du dispositif conforme à l'invention, l'avance du piston de compression dans la première phase peut alors avoir lieu d'une manière connue en soi à partir de la pompe et par actionnement de la vanne 4/2 voies à la fin de la première phase, on fait 55 agir, depuis l'accumulateur de pression, une pression complémentaire sur le piston de compression et sur le piston de chargement. Selon une caractéristique du dispositif conforme à l'invention, il est recommandé, en outre, de le réaliser de 72 13711 3 2134394 telle sorte qu'il soit prévu une vanne 4/2 voies complémentaire qui soit soumise au même dispositif de commande que l'autre vanne 4/2 voies et qui, dans l'une de ses positions terminales, relie avec le réservoir l'enceinte située derrière le piston 5 d'arrêt, mais qui interdit la liaison dans son autre position terminale, et qu'en amont de la vanne 4/2 voies complémentaire soit montée une vanne 2/2 voies qui est automatiquement commandée en fonction de la pression régnant dans l'enceinte située devant le piston d'arrêt, tandis que le piston d'arrêt présente, 10 sur son côté tourné vers l'accumulateur, un collet annulaire et qu'un clapet d'étranglement est monté dans la conduite de liaison reliant l'enceinte située derrière le piston d'arrêt à la vanne 4/2 voies complémentaire. L'inversion de la vanne 4/2 voies complémentaire est 15 commandée en même temps que l'autre vanne 4/2 voies. Elle établit la. liaison entre l'enceinte située derrière le piston d'arrêt et l'air libre, étant toutefois entendu que la vanne 2/2 voies est encore montée en amont de la vanne 4/2 voies et interdit cette liaison jusqu'au moment où la pression a atteint 20 le niveau désiré derrière le piston du multiplicateur. Dès qu'il en est ainsi, c'est-à-dire dès que l'enceinte située derrière le piston d'arrêt est reliée à l'atmosphère, le piston d'arrêt est refoulé à une vitesse foudroyante dans sa position d'ouverture, si bien que dès lors la pression de l'accumulateur 25 peut agir sur le piston du multiplicateur dans la totalité de la grandeur à laquelle elle a été réglée. Il est encore possible de simplifier le dispositif conforme à l'invention par le fait que la vanne 4/2 voies assumant la commutation pour passer de la première à la seconde 30 phase sert en même temps à programmer la vanne 2/2 voies, la vanne 4/2 voies complémentaire étant supprimée et que les raccordements correspondants étant prévus sur l'autre vanne 4/2 voies. Suivant une simplification encore plus grande, il 35 est possible de réunir en une pièce constructive unique la vanne d'arrêt et le piston d'arrêt, tandis que le piston d'arrêt est réalisé en tant que piston creux et abrite dans sa cavité l'élément d'arrêt de la vanne d'arrêt. 72 13711 4 2134394 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui représentent schématiquement et simplement à titre d'exemples, divers modes de réalisation. 5 Sur ces dessins : La figure 1 est une vue de la partie prévue, dans une machine à couler sous pression à chambre "froide" du genre indiqué, avec le dispositif conforme à l'invention, pour introduire le métal sous pression. 10 La figure 2 est une vue de la même partie que celle prévue à la figure 1 pour introduire le métal sous pression, avec un dispositif dérivé, de sorte que la vanne 4/2 voies complémentaire est supprimée. La figure 3 est une vue de la même partie que celle 15 prévue aux figures 1 et 2 pour introduire le métal sous pression, avec un dispositif dérivé dans lequel la vanne d'arrêt est réunie en une pièce unique avec'le piston d'arrêt. Lorsqu'il s'agit de remplir le moule, l'élément de fermeture 2, prévu à l'intérieur du piston JL du multiplicateur, 20 reçoit d'une manière connue en soi et non représentée, une pression fournie par la pompe P. Cet élément 2 est poussé dans sa position d'ouverture, si bien que la pression parvient, par l'intermédiaire de l'alésage longitudinal 3., au piston de compression 4. Ainsi, ce dernier est déplacé relativement 25 lentement vers le moule qui n'est pas représenté (vers la gauche sur le dessin). Pendant cette première phase, l'ouverture de remplissage est fermée et l'air occlus dans la cavité de coulée est partiellement évacué. Ensuite, la vanne est actionnée à partir de la vanne 4/2 voies désignée par 6, et ce de telle 30 sorte que de l'agent de pression parvient depuis l'accumulateur de pression 7> par l'intermédiaire des conduites 8, 9 et 10, dans l'enceinte 11 située devant le piston d'arrêt 13. La vanne 4/2 voies en tant que telle est commandée à partir du piston de compression 4 ou du piston de chargement non représenté, en 35 fonction de la course du piston ou en fonction du temps. Du fait que de l'agent de pression parvient, depuis l'accumulateur de pression 7.» jusqu'à l'enceinte 11_ située devant le piston d'arrêt 1^3, le piston de compression 4 se trouve placé non seulement sous l'action de l'agent de pression délivré par la 72 13711 5 2134394 pompe P, mais encore aussi sous l'action d'une quantité complémentaire de liquide qui provient de l'accumulateur de pression 2- Par conséquent, dans cette seconde phase, au cours de laquelle le moule est rempli de métal, le piston de compression 4 5 est déplacé plus rapidement. La manette à tige filetée 34 sert à régler la vitesse.de déplacement désirée. L'ordre commandant l'inversion de la vanne 4/2 voies 6 agit en même temps sur la vanne 4/2 voies 12 complémentaire. De ce fait, celle-ci est également inversée, ce qui prépare 10 l'ouverture du piston d'arrêt 1J5. Malgré le fait que la vanne 4/2 voies 12 ait été inversée, le piston d'arrêt 13 demeure tout d'abord encore en position de fermeture, parce que la pression est encore maintenue dans l'enceinte 3^6 par l'intermédiaire du clapet d'étranglement 14. 15 Lorsqu'à la fin du remplissage du moule la pression monte dans l'enceinte 11, cette montée provoque l'inversion de la vanne 2/2 voies Par suite, l'enceinte 16 est alors reliée au réservoir 12 par l'intermédiaire des parties de conduite 30, 31, de la vanne 2/2 voies 15> de la conduite 32, de la vanne 20 4/2 voies 12 et de la conduite 33,. Par conséquent, le piston d'arrêt 1^ est déplacé vers la droite en position d'ouverture en raison de la pression qui s'exerce sur son collet annulaire 18 à partir de l'accumulateur 7* Aussi, la pression peut agir dès lors dans des proportions considérables et à une allure 25 foudroyante (troisième phase) depuis l'accumulateur de pression 2 sur le piston du multiplicateur qui est ainsi déplacé vers la gauche dès que la contre-pression régnant dans l'enceinte 20 de précompression est surmontée, ce qui fait que la pression de post-compression peut être mise en action à une vitesse 30 ajustée à volonté, indépendamment de la vitesse des pistons choisie pour la seconde phase, par un réglage en conséquence de la course du piston d'arrêt 13. Le volant à main 19^ sert à régler la course dudit piston. Dans le mode de réalisation suivant la figure 2, la 35 vanne 4/2 voies 12 complémentaire, prévue à la figure 1, a été supprimée et les branchements correspondants ont été raccordés en complément sur la vanne 4/2 voies 6. Dans le mode de réalisation suivant la figure 3> la vanne d'arrêt prévue suivant les figures 1 et 2, a été 72 13711 6 2134394 réunie en une pièce unique avec le piston d'arrêt 1£ prévu suivant les figures 1 et 2, tandis que le piston d'arrêt 13' est réalisé dans ces conditions en tant que piston creux et abrite dans sa cavité 40 l'élément d'arrêt 41 de la vanne d'arrêt. 72 13711 7 2134394 REVENDICATIONS 1. Procédé pour produire des pièces coulées à structure dense sur des machines à couler sous pression à chambre 5 "froide" qui travaillent suivant le principe à plusieurs phases et qui sont équipées d'un multiplicateur dont on peut faire agir le piston, en fonction d'une contre-pression ajustable, sur le piston de compression et le piston de chargement, procédé caractérisé par le fait qu'on peut, par apport d'une quantité 10 complémentaire de liquide, réduire à volonté, à la fin du remplissage du moule, le temps nécessaire à l'établissement de la post-compression, indépendamment de la vitesse de compression établie dans la seconde phase. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé 15 par le fait que l'entrée en jeu de la quantité complémentaire de liquide est programmée, et ce par le même organe au moyen duquel on commande le passage de la première à la seconde phase. 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'un 20 accumulateur de pression (7) est relié au multiplicateur par l'intermédiaire d'un piston d'arrêt (13), et par le fait qu'une vanne 4/2 voies (6) est prévue qui commande une vanne d'arrêt (5) montée dans une conduite (8, 9» 10) reliant avec l'accumulateur de pression (7) l'enceinte (11) située devant le 25 piston d'arrêt (13)» 4. Dispositif suivant la revendication 3> caractérisé par le fait qu'une vanne 4/2 voies (12) complémentaire est prévue qui est soumise au même dispositif de commande que l'autre vanne 4/2 voies (6) et qui, dans l'une de ses positions 30 terminales, relie avec le réservoir (17) l'enceinte (16) située derrière le piston d'arrêt (13)» mais qui interdit la liaison dans son autre position terminale, et par le fait qu'en amont de la vanne 4/2 voies (12) complémentaire est montée une vanne 2/2 voies (15) qui est automatiquement commandée en fonction de 35 la pression régnant dans l'enceinte (II) située devant le piston d'arrêt (13)» tandis que le piston d'arrêt (13) présente, sur son côté tourné vers l'accumulateur de pression (7)» un collet annulaire (18) et qu'un clapet d'étranglement (14) est monté dans la conduite de liaison reliant l'enceinte (16) située 72 13711 8 2134394 derrière le piston d'arrêt (13) à la vanne 4/2 voies (12) complémentaire. 5. Dispositif suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé par le fait que la vanne 4/2 voies (6) assumant la commu-5 tation pour passer de la première à la seconde phase sert en même temps à programmer la vanne 2/2 voies, la vanne 4/2 voies (12) complémentaire étant supprimée et les raccordements correspondants étant prévus sur l'autre vanne 4/2 voies (6) (suivant la figure 2). 10 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendi cations 3 à 5, caractérisé par le fait que la vanne d'arrêt (5) est réunie en une pièce unique avec le piston d'arrêt (13) > tandis que le piston d'arrêt (13') est réalisé en tant que piston creux et abrite dans sa cavité (40) l'élément d'arrêt 15 (41) de la vanne d'arrêt.