Brevet FR2480637A1 — publié le 19811023

L'invention a pour objet un appareil- lage servant à contrôler la température des moules dans les machines de moulage sous pression. Ces moules sont composés de demi-moules qui se ferment pour l'injection du métal en fusion et qui s'ouvrent pour l'extraction de la pièce moulée. La qualité des pièces moulées et la cadence de fabrication sont étroitement liées à un bon contrôle de la température des moules. Selon l'invention, les demi-moules sort du type à chemise d'eau et des réchauffeurs électri- ques sont immergés dans l'eau de ces demi-moules; des moyens sont prévus pour maintenir la température par éva- poration de l'eau et par injection d'eau en compensation des pertes produites par l'ébullition. On donnera maintenant une description d'un exemple de réalisation de l'invention, sans inten- tion limitatives On se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue de dessus de l'ensemble d'une machine à mouler munie de moules con- formes à l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe selon 2-2 de la figure 1, - la figure 3 est une vue schématique en coupe selon 3-3 de la figure 2, - la figure 4 est une représentation schématique d'un appareillage de contrôle de la tempéra- ture du moule de la machine à mouler des figures 1 à 3. En se reportant d'abord aux figures I à 3 on peut voir une machine à mouler sous pression conforme à l'invention comprenant une unité de moulage sous pression 10 ayant un bâti 12 avec deux paires de vé- rins parallèles espacés 14 et 16 montés sur ce bâti, cha- que paire de vérins 14 porte un demi-moule 18, comme le montre la figure 5, et elle est opposée à l'autre paire -de vérins 16 qui porte l'autre demi-moule 20. Comme on le voit mieux sur la figure 3, chaque vérin de chaque paire comprend un piston stationnaire 22 fixé au bâti 12, une tige de piston 24 fixée coaxialement à une extrémité au piston 22 et alignée axialement avec celui-ci, cette tige 24 s'étendant à travers la zone centrale de la machine jusqu'à son accouplement à son extrémité avec un piston opposé 26 faisant partie de l'autre vérin 16. Comme le montre encore la figure 3, chaque vérin 14, 16 comprend des cylindres 28, 30 montés respectivement sur les pistons 22, 26 et les tiges 24 pour pouvoir accomplir un mouvement alternatif à la suite de l'injection d'un fluide hydraulique du côté de la tête ou du côté de la jupe 62, 64 respectivement des pistons, mouvement pendant lequel les vérins 14, 16 et les demi- moules qui leur sont associés sont déplacés entre des positions d'ouverture et de fermeture. On trouvera une descripticn p]us dé- taillée de la conception de base de la machine 10 en se reportant au brevet américain N 4 013 116. En se reportant à la figurLe 1, o. pourra constater que la machine 10 comprend les vA'rins 1, 16 de fermeture du moule, des plaques 32, des vérins 34 de séparation et d'éjection, des blocs 36 d'interférence pour empêcher les mouvements accidentels des cylindres et des moyens d'entraînement 38 d'un mécanisme de trans- fert. La figure 2 montre un ensemble 40 d'injection comprenant un four 42, un canal 44 avec des soupapes 46, 48 d'injection et de sélection, un dispositif de verrouillage de la soupape d'injection. Une buse 52 dirige le jet de zinc à l'intérieur du moule 54 pour pro- curer une pièce moulée 56; celle-ci est moulée sur un bras porteur 58 faisant partie d'un mécanisme de t rarsfert 60 qui déplace la pièce moulée jusqu'à un poste d'ébavura- ge. Le moulage-sous pression dans un mou- le à usage permanent implique le transfert de la chaleur de l'alliage métallique en fusion aux parois de la quali- té du moule et de celui-ci à un milieu d'échange de cha- leur. En conséquence, on doit maintenir à leur valeur certains paramètres spécifiques pour conserver le taux d'échange de chaleur désiré. Selon l'invention le milieu d'échan- ge de chaleur est de l'eau et des réchauffeurs électriques immergés ne sont utilisés que pour préchauffer le moule à sa température de fonctionnement, après quoi les tempé- ratures supérieures au point d'ébullition de l'eau sont atteintes par le contrôle de la pression interne dans la cavité de refroidissement du moule, l'extraction réelle de la chaleur étant exécutée par l'évaporation de l'eau à mesure qu'elle circule à travers le circuit en quantité mesurée. Ce circuit est représenté schémati- quement sur la figure 4 qui montre des réchauffeurs immer- gés 66 situés dans un collecteur 68 proche de la face 70 de la cavité et qui servent à préchauffer le moule jus- qu'à température de fonctionnement, par exemple 2050C. Les passages 72 de l'eau dans lesquels les réchauffeurs sont immergés sont mis en communication avec des passages de refroidissement 74 qui relient des clapets d'admission et d'évacuation 76, 78 respectivement. La surface de la cavité du moule qui est exposée à l'alliage métallique en fusion est en rap- port avec la surface de refroidissement exposée à l'eau et la distance qui sépare ces deux surfaces est déterminée en fonction du taux de transfert de la chaleur particulier à la matière constituant le moule. Le transfert de chaleur de l'ensemble du moule à l'eau a lieu par suite du refroidissement que produit l'évaporation seulement. La température de l'eau à l'intérieur des passages de refroidissement 72 du moule est maintenue à une valeur élevée qui - conduit à la réalisation de bons moulages par injection de métal. En conséquence, quand la pièce est coulée, la chaleur en excès est évacuée à mesure que l'ébullition se produit, uniquement quand s'est établie une condition de tempéra- ture excessive. En conséquence, aucune circulation ni aucun courant d'eau n'est nécessaire à l'intérieur des passages 72. A mesure que de la vapeur est engendrée en proportion directe à la chaleur extraite du métal en fu- sion, il est juste nécessaire d'injecter un volume d'eau de complément légèrement en excès de la quantité de va- peur qui s'échappe à travers une soupape de sécurité 78. Comme le montre schématiquement la fi- gure 4, de l'eau provenant d'un réservoir d'alimentation est injectée par une pompe 82 à l'intérieur du passage de refroidissement 72 à travers des clapets d'admission 76 à une pression légèrement supérieure à celle de l'eau en ébullition. A mesure que la chaleur transférée aux passa- ges 72 en provenance de la cavité 70 du moule provoque l'ébullition de l'eau dans ces derniers, la soupape 78 s'ouvre sous la pression de la vapeur pour permettre à celle-ci de s'échapper par un collecteur 84 et par une canalisation 86 dans laquelle la vapeur se condense et retourne au réservoir 80. On remarquera que le circuit de transfert de la chaleur est une partie intégrante du mou- le, et fonctionne en permettant un réglage précis du dé- bit et en permettant une adaptation, de par sa conception, à une varilé de conditions de moulage. Cet agencement élimine complètement la nécessité d'utiliser des raccords de tuyaux et présente la caractéristique de conserver le réglage du débit d'une opération de moulage à la suivan- te. Bien que l'on ait décrit l'invention en se rapportant à un exemple particulier de réalisation et à un emploi spécifique, il est entendu que différentes variantes peuvent lui être apportées par l'homme de l'art sans que l'on sorte pour autant de l'esprit et du cadre de l'invention. Les mots et les expressions employés pendant la description n'ont été retenus quie pour les besoins de celle-ci et n'ont pas en vue de limiter l'in- vention; il doit être entendu que cette description n'exclut aucune variante ni aucun organe équivalent de réalisation; au contraire de nombreuses modifications sont possibles sans qu'on sorte, comme on vient de le dire, du cadre de l'invention. REVEINDIOATION Appareillage pour contrôler la tem- pérature des moules composés de deux demi-moules à chemi- se d'eau dans une machine à mouler sous pression caracté- risé en ce qu'il comprend: des réchauffeurs électriques immergés (66) disposés dans l'eau des demi-moules pour préchauffer ceux-ci jusqu'à une température de fonction- nement, des moyens maintenant la température désirée des demi-moules par évaporation de l'eau, ces moyens permet- tant l'injection d'eau de refroidissement dans des passa- ges (74) des demi-moules pour compenser lès pertes par ébullition, une pompe d'injection intermédiaire (82) as- sociée à au moins un clapet d'admission (76), au moins une soupape de sécurité (78) laissant échapper la vapeur quand l'ébullition se produit, un circuit (86) dirigeant la vapeur condensée en retour jusqu'à un réservoir d'eau (80).