Brevet FR2545018A1 — publié le 19841102

"PROCEDE DE COULEE SOUS PRESSION POUR LA FABRICATION DE PIECES MOULEES SOUS PRESSION A HAUTE RESISTANCE, POUR TRAI TEMENT THERMIQUE, COMPORTANT UN ENFONCEMENT SANS A-COUPS DU PISTON D'INJECTION, ET DISPOSITIF POUR SA MISE EN OEUVRE" L'invention concerne tout d'abord un procédé de coulée sous pression comprenant un dispositif à piston d'injection de coulée sous pression, dans lequel on déplace un piston d'injection dans un cylindre de piston d'injection à l'aide d'un fluide hydraulique pour l'enfoncer dans la chambre d'injection d'une machine de moulage sous pression en même temps que le fluide hydraulique est évacué de la face avant du piston d'injection. Dans un procédé de coulée sous pression de ce genre, le piston d'injection s'enfonce dans la chambre d'injection et le metal à couler qui se trouve dans cette chambre est injecté dans l'empreinte du moule. Dans cette opération, le métal coulé subit la force antagoniste d'une pression de retenue déterminée par la forme de l'empreinte. Cette pression de retenue se traduit par une allure saccadée, à vitesse irrégulière, de l'enfoncement du piston d'injection. Cet enfoncement saccadé du piston d'injection se traduit par un brassage du métal coulé avec l'air qui se trouve encore à cet instant dans l'empreinte du moule. On risque alors de voir le métal coulé absorber du gaz. Cette absorption de gaz est nuisible à l'aptitude au traitement thermique et au traitement thermique des pièces en aluminium moulées sous pression fabriquées de cette façon. Le but de la présente invention est de réaliser un procédé de coulée sous pression avec lequel le piston d'injection puisse etre enfoncé sans secousse dans la chambre d'injection et avec lequel on puisse éviter tout mélange entre le métal coulé et l'air contenu dans la chambre d'in- jection et dans l'empreinte du moule. Ce problème est résolu par le fait qu'on établit une contre-pression définie dans le fluide hydraulique à l'intérieur du cylindre du piston d'injection, sur la face avant du piston d'injection. Grâce à cette caractéristique, il est possible d'établir dans le cylindre d'injection une contre-pression qui agit en sens inverse de la pression d'injection, qui absorbe la variation de pression de retenue du métal coulé dans l'empreinte du moule et détermine de cette façon une avance progressive et sans secousse du piston d'injection. Le réglage de la contre-pression dans un intervalle de O à 140 bars s'est révélé réalisable et suffisant. La valeur de la contre-pression dépend de l'épaisseur de paroi de la pièce moulée sous pression qu'il s'agit de couler. Un autre but de l'invention est de réaliser un dispositif à l'aide duquel, dans un dispositif de commande de piston d'injection de coulée sous pression du genre décrit au début, on puisse établir une contre-pression dans le cylindre du piston d'injection. Ce problème est résolu par le fait qu'un élément d'étranglement de décharge est agencé dans un tube de décharge raccordé à la face avant du piston d'injection. Grâce à cette caractéristique, on peut opposer une pression de retenue définie au fluide hydraulique qui s'écoule au moment de l'enfoncement du piston d'injection. Cette pression de retenue se comporte comme une contrepression sur la face du piston d'injection qui est à l'opposé du piston moteur, en particulier, du piston de vérin multiplicateur, et absorbe les chocs de refoulement de la tige du piston d'injection qui se produisent éventuellement. Selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu que l'élément d'étranglement de décharge peut être déplacé sur une course d'ouverture pouvant être prédéterminée à l'intérieur d'un guide d'obturateur d'étranglement combiné au tube de décharge. Grâce à cette caractéristique, on peut réaliser un réglage du débit dans l'étranglement de décharge. La pression de retenue établie dans le fluide hydraulique peut ainsi être réglée en fonction de l'épaisseur de paroi de la pièce moulée sous pression qu'il s'agit de couler. A cet effet, il est prévu qu'une fente d'étranglement est combinée à l'élément d'ê- tranglement de décharge et que la fente d'étranglement peut être commandée par l'intermédiaire de la course d'ouverture de l'élément d'étranglement d'écoulement.Dans une forme de réalisation de l'élément d'étranglement d'écoulement qui peut être fabriquée de façon simple, la fente d'étranglement présente une forme annulaire conique. Un dispositif selon l'invention est représenté aux dessins annexés et est décrit avec plus de détails dans la suite ; sur ces dessins Figure 1 est une coupe d'un dispositif de commande du piston d'injection pour coulée sous pression muni d'un obturateur d'étranglement dans le tube de décharge Figure 2 est une vue de détail de l'obturateur d'étranglement de décharge selon le détail "A" de la figure 1. Le dispositif de commande du piston d'injection pour moulage sous pression représenté sur la figure X est essentiellement composé d'un cylindre d'injection -(12) dans lequel un piston d'injection (11) coulisse en translation alternative. Le piston d'injection -(11) est guidé au niveau d'une-tige de piston d'injection (13) qui, de son côté, et en dehors du cylindre d'injection (12), peut s'enfoncer dans une chambre d'injection non représentée dans laquelle elle agit à la façon d'un piston. Le cylindre d'injection (12) est rempli des deux côtés du piston d'injection (11), dans des chambres (16a) et (16b), d'un fluide hydraulique qui peut être refoulé par un piston multiplicateur (14) contre le piston d'injection (11), sur la face de ce piston qui est à l'opposé de sua tige (13). Le piston multiplicateur (14) est de son côté monté mobile en translation alternative dans un cylindre de vérin multiplicateur (15-). Lorsque le piston multiplicateur (14) se déplace vers la gauche, le fluide hydraulique sort de la chambre (16a) à travers un tube de décharge (17) et une soupape (18) pilotée au moyen d'une ligne de commande (30). Après la fin de l'opération d'injection, la pression d'injection agissant sur le piston multiplicateur (14) est réduite et la chambre (16a) remplie. Le piston d'injection (11) est alors repoussé en arrière. Pour éviter les chocs hydrauliques, on a prévu une soupape conique (20) dans la décharge de la chambre (16a). Selon la vue de détail représentée sur la figure 2, un élément ou obturateur d'étranglement (24), qui peut se déplacer sur une course d'ouverture (25), est monté dans le tube de décharge (17). Sur sa face supérieure, l'élément d'étranglement (24) délimite une fente d'étranglement annulaire conique (26), par laquelle, lors de l'opération de coulée sous pression, le fluide hydraulique sortant de la chambre (16a) est retenu puis envoyé à la décharge (28) de l'élément d'étranglement à travers les orifices de décharge (27).- La fente d'étranglement (26) peut être réglée par un réglage fin ; à cet effet, l'élément d'étranglement (24) est guidé dans un guide (29) et il peut être déplacé sur la course (25) par voie mécanique ou hydraulique. A l'aide de la fente d'étranglement (26), on établit dans le tube de décharge (17) une pression de retenue qui se transmet, sous la forme d'une contre-pression, à la face du piston d'injection (11) qui est à l'opposé du piston multiplicateur (14). Cette contre-pression évite que le piston d'injection (11) ne s'enfonce de façon saccadée et évite de cette façon que de l'air ne se mélange au mé- tal coulé sous pression. La contre-pression peut être réglée par un réglage très fin au moyen de la fente d'étranglement (26), dans un intervalle allant d'environ 0 à 200 bars, de préférence de O à 140 bars. La contre-pression nécessaire dans chaque cas dépend de l'épaisseur de paroi et des variations d'épaisseur de paroi de la pièce à couler. Lorsque, après l'exécution de l'opération de moulage sous pression, le piston d'injection (li) doit être rétracté vers la droite sur la figure 1, on introduit du fluide hydraulique dans la chambre (16a), par l'intermédiaire d'un raccordement non représenté. Pour que ce remplissage de la chambre (16a) puisse se produire sans que le fluide hydraulique ne puisse s'écouler par la conduite (17), la soupape (18) reçoit un signal de fermeture par l'intermédiaire de la ligne de commande (40). Pour éviter que la pression ne s'éleve excessivement dans la chambre (16a) en présence de perturbations du fonctionnement, il est prévu une soupape de surpression (19) qui est raccordée à la décharge (28) de l'étranglement par l'intermédiaire d'une conduite (22) et d'une conduite (23), et, lorsque cette soupape s'ouvre en réponse au dépassement d'une pression prédéterminée à l'intérieur de la chambre (16a), elle réprésente un court-circuit en dérivation par rapport à la fente d'étranglement (26). - REVRNDICATIONS 1. - Procédé de coulée sous pression comprenant un dispositif de commande du piston d'injection de coulée sous pression dans lequel on déplace un piston d'injection dans un cylindre de piston d'injection à l'aide d'un fluide hydraulique pour l'enfoncer dans la chambre d'injection d'une machine de coulée sous pression en même temps que le fluide hydraulique est évacué de la face avant du piston d'injection, caractérisé en ce qu'on établit une contre-pression définie dans le fluide hydraulique, à l'inté rieur du cylindre du piston d'injection, sur la face avant du piston d'injection. 2. - Dispositif de commande de piston d'injection pour coulée sous pression dans lequel on déplace un piston d'injection dans un cylindre de piston d'injection, au moyen d'un piston moteur, notamment d'un piston de vérin multiplicateur, à l'aide d'un fluide hydraulique, pour l'enfoncer dans la chambre d'injection d'une machine de coulée sous pression, en même temps que le milieu hydraulique est évacué de la face qui est à l'opposé du piston moteur par l'intermédiaire d'un tube de décharge, caractérisé en ce qu'un élément d'étranglement de décharge (24) est agencé dans le tube de décharge (17). 3. - Dispositif de commande de piston d'injection pour machine de coulée sous pression selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément d'étranglement de décharge (24) peut être déplacé sur une course d'ouverture (25) pouvant etre prédéterminée a' l'intérieur d'un guide d'étranglement (29) combiné au tube de décharge (17). 4. - Dispositif de commande de piston d'injection pour machine de coulée sous pression selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'à l'élément détrangle- ment de décharge (24) est associée une fente d'étranglement (26) et en ce que la fente d'étranglement (26) peut être réglée par action sur la course d'ouverture (25)- de l'élément d'étranglement de décharge (24). 5. - Dispositif de commande de piston d'injection pour coulée sous pression selon les revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la fente d'étranglement (26) est de forme annulaire conique.