Brevet FR2488822A1 — publié le 19820226

La présente invention concerne un groupe d'in- jection pour machines de fonderie à coulée sous pression. Les groupes d'injection pour machines du genre en question qui sont actuellement connus comprennent essentiellement un cylindre d'injection, un piston d'in- jection monté coulissant dans ce cylindre et des moyens obturateurs capables de mettre successivement en commu- nication avec ce cylindre d'injection une pompe d'alimen- tation en huile, pour une première phase d'avance lente du piston d'injection puis un accumulateur d'huile, pour une deuxième phase d'avance rapide du piston d'injection. Il est en outre prévu un multiplicateur de pression qui a pour fonction d'élever ensuite la pression de l'huile qui agit sur le piston d'injection pendant une brève troisième phase d'avance du piston qui se produit sous haute pression. Cette dernière phase permet au métal fon- du d'atteindre avec sécurité les interstices de l'emprein- te du moule qui sont les plus éloignés et les plus diffi- ciles d'accès. Le multiplicateur de pression est habituelle- ment constitué par un élément à piston, équipé de moyens obturateurs appropriés, qui est disposé en amont du cy- lindre d'injection et qui, sans intervenir dans les deux premières phasesest commandé dans la troisième phase pour introduire partiellement sa tige dans le cylindre d'injection jusqu'à ce qu'elle soit appuyée contre le piston d'injection, pour élever rapidement la pression d'huile oexercée sur ce piston d'injection. Il est bien connu du technicien de la fonderie sous pression que le multiplicateur est fréquemment en soi source do problèmes et d'inconvénients, qui vont de sa complexité de construction à des temps d'intervention relativement longs, à l'impossibilité pratique de faire varier à volonté l'instant d'intervention du multiplica- teur et le temps d'élévation de la pression. Le but de l'invention est donc de réaliser un groupe d'injection pour machines de fonderie à coulée sous pression qui ne présente pas les problèmes et in- convénients qui caractérisent les multiplicateurs actuels. Suivant l'invention, ce but est atteint au moyen d'un groupe d'injection caractérisé en ce qu'on utilise comme multiplicateur de pression un autre accu- mulateur d'huile que d'autres moyens obturateurs mettent en communication avec le cylindre d'injection à la fin de la deuxième phase d'avance du piston d'injection. Il apparaît clairement que le remplacement du multiplicateur à piston traditionnel, de construc- tion compliquée, par un simple accumulateur d'huile est tout à l'avantage, non seulement de la simplicité de construction mais également de la commodité fonctionnel- le, en ce sens que l'on peut évidemment obtenir des temps d'intervention très réduits et également réglables à volonté par une simple intervention de réglage de la pression de l'huile fournie à l'accumulateur, c'est-à- dire au moyen d'un variateur de pression de type habi- tuel. En choisissant judicieusement l'instant et les Modalités d'ouverture des moyens obturateurs qui comman- dent la communication entre l'accumulateur d'huile et le cylindre d'injection, il est en outre possible de faire varier à volonté aussi bien l'instant d'application que le temps d'élévation de la pression d'avance finale du piston. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la des- cription qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant au dessin annexé, qui montre un groupe d'in- jection suivant l'invention en coupe longitudinale sui- vant l'axe du cylindre d'injection. Comme on peut le voir sur le dessin, dans un cylindre d'injection 1 présentant une cavité intérieure 2 est monté à coulissement un piston d'injection 3 dont la tige 4 assure, de la façon habituelle, l'injection du métal fondu dans les interstices du moule monté sur la machine. Au cylindre d'injection 1 est fixée une tête qui est traversée d'un trou 6 disposé à la suite de la cavité intérieure 2 du cylindre 1. Dans ce trou est lo- gé un siège de soupape fixe 7 qui comprend deux ouver- tures latérales diamètralement opposées 8 et 9 et une ouverture axiale avant 10. Cette dernière est commandée par la ttte avant 11 d'une soupape -12 à double champi- gnon qui est sollicitée vers sa position de fermeture par un ressort 35 agissant sur la tête arrière 13, la- quelle se comporte conmme un piston dans une chambre 14 définie a l'intérieur d'un corps arrière de fermeture fixée à la tête 5. L'ouverture latérale 8 du siège 7 communique en permanence avec un passage intérieur 16 de la tête qui, à son tour, peut êtro relié alternativement à une beche 17 (comme dans le cas représenté sur le des- sin) ou à une pompe d'alimentation en huile sous pres- sion 18 (l'habituelle pompe des machines de coulée sous pression) en fonction do l'état d'une électrovanne de commande 19. Cette meme électrovanne relie la chambre 14 à la pompe d'alimentation 18 ou à la bâche 17, en alternance avec le passage 15 précité. L'autre ouverture latérale 9 communique à son tour avec un autre passage intérieur 20 qu.'une électro- vanne 21 maintient alternativement fermé (comme représen- té sur le dessin) ou en communication avec une ouverture de chargement et de déchargement 22 d'un accumulateur d'huile 23, ladite ouverture 22 étant en outre reliée en permanence à la pompe d'alimentation 18 à travers un réducteur de pression 24 et un clapet anti-retour 25. L'accumulateur 23 comprend une cavité intéri- eure 26 destinée à contenir de l'huile et un piston de poussée 27 logé dans cette cavité 26 et sollicité en per- manence, pour provoquer la sortie de l'huile, par un gaz approprié, généralement constitué par l'azote, qui est contenu dans une bouteille 28. Il est en outre prévu.un autre accumulateur 29 dont la cavité intérieure 30 est subdivisée par un 3 piston 31 en une partie supérieure contenant une quanti- té prédéterminée d'azote et une partie inférieure conte- nant de l'huile sous une pression élevée (supérieure à celle de l'huile contenue dans l'accumulateur 23) fournie par la pompe 18 par l'intermédiaire dtun réducteur de pression réglable 32 et d'un clapet anti-retour 33. Cette partie intérieure de la cavité intérieure de l'accumu- lateur 29 communique en outre avec le trou intérieur 6 de la tête 5, en aval de la soupape 12, à travers une électrovanne 34 normalement fermée. Dans le fonctionnement, les deux accumulateurs 23 et 29 sont préalablement remplis d'huile sous une pres- sion adéquate à travers les réducteurs de pression 24 et 32. iEn particulier, par llintermédiaire de ce dernier, on peut règler la pression de l'huile contenue dans l'accu- mulateur 29 surt la valeur désirée pour la phase finale d'avance du piston d'injection 3. Le début de l'opération d'injection est déter- miné par un ordre de commutation transmis à l'électro- vanne 19 qui détermine la mise à la bache de la chambre 14, de sorte quo le ressort 25 peut provoquer la ferme- ture momentanée de la soupape 12, puis la transmission de l'huile de la pompe 18 à l'intérieur de la cavité du siège de soupape 7 à travers le passage 16 et l'ouvertu- re latérale 8. Cette transmission d'huile provoque la réouverture de la soupape 12 et, par conséquents de l'ou- verture axiale avant 10 du siège 7, à travers laquelle l'huile peut atteindre le piston d'injection 3 et pro- voquer une première phase d'avance lente du piston, à la vitesse déterminée par le débit de la pompe. L'électrovanne 19 est ensuite ramenée au repos tandis que la soupape 12 est maintenue ouverte par la pression ainsi rétablie derrière sa t9te arrière 13 et au contraire, l'électrovanne 21 est comutée pour que l'huile accumulée dans l'accumulateur 23 soit poussée par l'azote do la bouteille 28 vers le piston d'injec- tion 13 afin do donner lieu à une deuxième phase d'avan- cc rapide du piston. La troisième phase est finalement déterminée par la commutation de l'électrovanne 34, qui permet à l'huile sous haute pression contenue dans l'ac- cumulateur 29, dans lequel cette huile a précontraint l'azote également contenu dans cet accumulateur, d'at- teindre le piston d'injection 3 (en fermant également la soupal)e 12) pour déterminer la brève avance finale sous haute pression. La valeur de cette haute pression est déterminée ainsi qu'on l'a déjà dit par le réglage du réducteur de pression 32, tandis que l'instant d'application et le - temps d'élévation de la pression sont déterminés par un réglage approprié de l'électrovanne 34. Il est important de noter que, dans chaque cas, il est nécessaire de déter- miner correctement le volume intérieur de l'accumulateur 29 dans la phase d'établissement du projet de manière à permettre d'y enfermer une quantité d'huile très supéri- eure à celle qui est nécessaire pour l'avance du piston d'injection, afin d'éviter ainsi les chutes de pression pendant la course d'injection. Bien entendu, diverses modifications pourront 8tre apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'gtre décrit uniquement à titre d'exemple non li- mitatif sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I CA TI 0 N S 1 - Groupe d'injection pour machines de fonde- rie à coulée sous pression, comprenant un cylindre d'in- jection (1), un piston d'injection (3) monté coulissant dans ce cylindre, des moyens obturateurs (i9, 21) desti- nés à mettre successivement en communication avec ce cy- lindre d'injection, tout d'abord une pompe d'alimentation en huile (18), pour une première phase d'avance lente du piston d'injection, puis un accumulateur d'huile (28), pour une deuxième phase d'avance rapide du piston d'in- jection, et des moyens multiplicateurs de pression des- tinés à appliquer ensuite au piston d'injection une pres- sion d9huile plus élevée, pour une brève troisième pha- se d'avance du piston sous haute pression, ce groupe d'in- jection étant caractérisé en ce que lesdits moyens mul- tiplicateurs de pression comprennent un autre accumula- teur d'huile (29) et d'autres moyens obturateurs (34) destinés à mettre cet autre accumulateur en communica- tion avec ledit cylindre d'injection à la fin de ladite deuxième phase d'avance du piston d'injection. 2 - Groupe deinjection suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit autre accumulateur (29) est alimenté par l'intermédiaire d'un réducteur de pres- sion réglable (32) et renferme dans sa cavité intérieure un piston de poussée (31) sollicité par de l'azote pré- contraint.