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" MACHINE POUR LE MOULAGE SOUS PRESSION DES METAUX "
La présente invention a pour objet une machine pour le moulage sous pression des divers métaux et notamment des métaux ferreux.
Cette machine permet d'obtenir par moulage, à une cadence rapide, des pièces de série qui ne nécessitent pas d'usinage ou un usinage ultérieur réduit; Ce moulage peut
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être effectué à température constante et par suite avec tout degré de fluidité désiré du métal.
La machine se caractérise surtout par les points suivants applioables séparément, ou en toutes combinaisons : a) Le métal est injecté dans le moule à partir d'une chambre de pression dans laquelle se déplace au moins un piston de refoulement. b) La chambre de pression est réchauffée électriquement. c) Le moule est appliqué de façon étanche sur un orifice de communication avec une chambre à vide dans laquelle est introduite la chambre de pression préalablement chargée du métal à injecter dans le moule. d) La chambre de pression est supportée par un ensemble mobile extérieurement à la chambre sous vide et qui :
- permet de charger la chambre de pression à l'air libre, - constitue sas pour introduire la chambre de pression chargée dans la chambre sous vide. e) La chambre sous vide contient d'une part, un support élévateur qui permet d'amener la chambre dé pression en contact avec l'entrée du moule et, d'autre part, des moyens d'actionnement du piston de refoulement du métal.
L'invention comprend également dans son cadre, à titre de nouveaux produits industriels, des moules, pour le moulage sous pression, constitués en matière réfractaire et notamment en ciment fondu et en poudre d'amiante.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple seulement, une forme de réalisation d'une machine à laquelle sont simultanément appliquées les caractéristiques définies cidessus.
La figure 1 est une élévation d'ensemble de la machine, avec arrachements et coupes verticales la chambre de pression étant en position de chargement.
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La figure 2 est une élévation, avec coupes verticales et arrachements, montrant la chambre de pression chargée de métal, prête à être introduite dans la chambre sous vide.
La figure 3 est une élévation, avec coupe verticale, montrant la machine à la fin d'une opération de moulage,
Les figures 4 et 5 sont des sections axiales d'une chambre de pression à réchauffage électrique, et d'une chambre de pression sans réchauffage, respectivement.
La machine comporte un bâti ou socle 1 qui constitue la chambre à vide dont la paroi supérieure 2 forme table de moulage. Ce bâti supporte deux colonnes 3 sur lesquelles est montée une traverse supérieure 4 qui peut avantageusement être tourillonnée à ses extrémités pour pouvoir osciller autour d'un axe théorique parallèle à la surface supérieure de la table 2,
La traverse 4 supporte, convenablement guidé et réglable en hauteur au moyen d'un volant 5, un ensemble qui constitue porte-moule 6 dont le bord inférieur pourvu d'une bague appropriée 7 peut s'appuyer de façon étanche sur une couronne 8 de la table 2. Le porte-moule 6 est à double paroi.
La paroi interne de fome tronconique reçoit les éléments du moule 9, en métal ou autre, et l'espace 10 de réception de ce moule est en communication par des orifices 11 avec l'espace 12 qui, lui-même ouvert, à sa partie inférieure est, du fait de la présence de la bague d'étanchéité 7, en communication avec la chambre à vide 1 par le trou central de la oouronne 8.
Le moule peut être métallique, mais de préférence, il est constitué par un aggloméré de ciment fondu et de poudre d'amiante dans la proportion d'une partie en poids de ciment pour cinq parties de poudre d'amiante.
Pour introduire un moule dans le porte-moule, ou l'en
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retirer, on agit sur le volant 5 pour surélever le portemoule comme montré par la figure 1, et l'ensemble oscillant est écarté de la verticale par pivotement autour des tourillons cités plus haut. Lorsque le moule est introduit dans le porte-moule 6, on abaisse celui-ci pour amener la bague 7 en contact avec la couronne 8 et, par action sur le volant 14, on bloque, par l'intermédiaire d'un excentrique 15, le porte-moule sur la table 2. Ce blocage est assuré par un coulisseau 16 qui absorbe la réaction du porte-moule 6 lorsqu'on injecte le métal dans le moule. L'effet du vide dans la chambre 1 participe d'ailleurs au blocage.
Extérieurement à la chambre 1 est prévu un bâti 17 qui comporte une chambre 18 ouverte à sa partie antérieure et pourvue d'un joint d'étanchéité 19 par lequel elle peut venir s'appuyer sur le bord 20 d'une ouverture 21 d'accès à la chambre à vide 1. En avant du bord 20 est aussi prévu une portée ou joint d'étanchéité 22 pour un volet 23 ou obturateur coulissant qui, lorsqu'il est effacé, est disposé dans un puits étanche 24. L'obturateur 23 est manoeuvre par tous moyens appropriés non représentés. Le bâti 17 repose par des galets 25 sur des rails horizontaux 26 de façon à pouvoir être écarté ou rapproché de la chambre à vide 1.
Les déplacements sont assurés de toute manière appropriée et, par exemple, et comme partiellement représenté, au moyen de deux dispositifs comportant chacun un piston qui est relié à des barres 27 fixées au socle 1 de la machine et disposé dans un cylindre 28 porté par le bâti 17. En admettant un fluide sous pression sur l'une ou l'autre des faces des pitsons, le bâti 17 est rapproché ou éloigné de la chambre 1.
La chambre de pression est supportée par rapport au bâti 17 de façon à pouvoir être déplacée horizontalement en translation. Tous moyens appropriés peuvent être utilisés dans ce but; Sur les dessins, on a représenté, pour commander
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les déplacements en translation, un système à leviers articulés 29 avec un point de pivotement fixe 30 et une articulation 31 guidée horizontalement. L'axe au point fixe 30 est attaqué par un levier de manoeuvre 32 qui permet, soit de relier le système 29 pour ramener la chambre de pression 33 à sa position arrière (figure 2), soit de le développer pour amener la dite chambre dans sa position extrême avant (figure 3), soit encore pour placer la chambre 33 dans une position intermédiaire (figure 1).
Le levier 32 peut être actionné à la main ou automatiquement en liaison cinématique avec les autres mouvements de la machine si celle-ci doit être à fonctionnement entièrement automatique.
A l'intérieur de la chambre à vide 1 est disposé un support 34 qui présente. à sa partie supérieure, deux glissières 35 destinées à recevoir la chambre de pression 33. Ce support guidé verticalement le long de colonnes 36 peut être soulevé ou abaissé par tout mécanisme de commande approprié actionné par exemple pneumatiquement ou hydrauliquement à partir d'un piston à crémaillère 52 et d'un secteur denté 53 et combiné avec des excentriques 37 ou distinct de ceux-ci qui ne servent alors qu'à assurer le verrouillage du support dans sa position extrême haute.
Un cylindre 38 est disposé dans l'axe du portemoule et comporte un piston 39 qui peut être déplacé verticalement sous la poussée d'un fluide sous pression admis dans le cylindre.
La chambre de pression 33, destinée à recevoir la charge de métal fondu à injecter dans le moule, peut être pourvue ou non de moyens de réchauffage du métal. Dans la réalisation de la figure 4, la chambre comporte un cylindre 37 en matière réfractaire renforcé par une enveloppe de
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graphite 40 autour de laquelle sont disposées des résistances électriques de chauffage 41 extérieurement protégées par une enveloppe réfractaire 42. L'ensemble est contenu dans un cylindre métallique 43 avec un remplissage ou garniture de coton d'amiante 44.
Une bague réfractaire est aussi prévue en 45 ainsi que des rondelles 46 et le tout est maintenu par une tête ou pièce supérieure d'acier 47 qui coiffe le cylindre 43 et comporte une bague 48 dont la face inférieure repose soit sur les supports prévus dans la chambre 18 soit sur les glissières 35.
Un piston 49 est mobile dans la perforation centrale de la pièce 43, cette perforation prolongeant exactement l'alésage interne du cylindre 37 et la perforation centrale de la pièce 47. A sa position basse, le piston 49 est retenu par une rondelle de butée 50 fixée par vis ou autrement sur la pièce 43. Une garniture réfraotaire 51 constituée, par exemple, par un mélange d'amiante et de graphite, est rapportée sur la face supérieure du piston 49 pour éviter le contact direct de ce dernier avec le métal en fusion.
La chambre de pression ainsi réalisée permet de maintenir le métal à introduire dans le moule, à la température la plus appropriée au moulage. La réalisation simple de la figure 5 ne comporte pas de réchauffage du métal. La chambre de pression est constituée, dans ce cas, par un cylindre d'acier 54 avec piston mobile 55 supportant un pot réfractaire 56 qui reçoit la charge de métal en fusion.
Comme dans la réalisation précédente, le piston est retenu dans sa position basse par une rondelle 50.
Le fonctionnement de la machine est le suivant :
En figure 1, le porte-moule 6 est surélevé audessus de la table 2 et peut être incliné comme déjà expli-
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qué pour recevoir le moule 9. Le bâti 17, avec la chambre 18, est écarté de la chambre 1 et agit sur le levier 32 pour amener la chambre de pression 33 dans la position qu'elle occupe au dessin et où elle peut recevoir la charge de métal fondu. La chambre de pression 33 est alors ramenée dans la chambre 18.
Le moule 9 étant placé dans le porte-moule 6, celui-ci est abaissé au contact de la table 2; l'obturateur 23 est fermé et le vide est fait dans la chambre 1 (figure 2). On amàne alors la chambre 18 au contact des bords 20 de l'ouverture 21 de la chambre 1 et l'obturateur 23 est ouvert: Le vide agit alors pour appliquer le joint 19 sur les bords 21. Le porte-moule 6 est verrouillé sur la table 2 par le coulisseau 16 et l'excentrique 15.
Au moyen du levier 32, le système articulé 29 de commande de la chambre de pression 33 est développé à fond pour amener cette dernière sur les glissières 35 du support 34, exactement dans l'axe du porte-moule 6;
Le support 34 est soulevé pour appliquer exactement la face supérieure de la chambre de pression 33 contre la face inférieure, de forme correspondante, du moule 9 (figure 3). Le piston 39 est alors actionné et soulève le piston 49 ou 55 de la chambre de pression 33 en refoulant le métal fondu dans les cavités du moule.
On répète alors les opérations précitées dans l'ordre inverse ; le moule garni est remplacé par un moule vide et un nouveau moulage est effectué. La cadence des opérations est rapide et le fonctionnement peut être antièrement auto- mati,que ;
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"MACHINE FOR PRESSURE MOLDING OF METALS"
The present invention relates to a machine for the pressure molding of various metals and in particular of ferrous metals.
This machine makes it possible to obtain by molding, at a rapid rate, series parts which do not require machining or a reduced subsequent machining; This casting can
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be carried out at constant temperature and therefore with any desired degree of fluidity of the metal.
The machine is characterized above all by the following points which can be applied separately, or in all combinations: a) The metal is injected into the mold from a pressure chamber in which at least one delivery piston moves. b) The pressure chamber is electrically heated. c) The mold is applied in a sealed manner to an orifice communicating with a vacuum chamber into which is introduced the pressure chamber previously loaded with the metal to be injected into the mold. d) The pressure chamber is supported by a mobile assembly outside the vacuum chamber and which:
- allows the pressure chamber to be loaded in the open air, - forms an airlock to introduce the loaded pressure chamber into the vacuum chamber. e) The vacuum chamber contains, on the one hand, a lifting support which allows the pressure chamber to be brought into contact with the inlet of the mold and, on the other hand, means for actuating the metal delivery piston .
The invention also includes within its scope, as new industrial products, molds for pressure casting, made of refractory material and in particular of molten cement and asbestos powder.
The accompanying drawing shows, by way of example only, an embodiment of a machine to which the characteristics defined above are simultaneously applied.
Figure 1 is an overall elevation of the machine, with cutaways and vertical sections, the pressure chamber being in the loading position.
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Fig. 2 is an elevation, with vertical cross sections and cutaways, showing the pressure chamber loaded with metal, ready to be introduced into the vacuum chamber.
Figure 3 is an elevation, with vertical section, showing the machine at the end of a molding operation,
Figures 4 and 5 are axial sections of an electrically heated pressure chamber, and a non-heated pressure chamber, respectively.
The machine comprises a frame or base 1 which constitutes the vacuum chamber, the upper wall 2 of which forms a molding table. This frame supports two columns 3 on which is mounted an upper cross member 4 which can advantageously be journaled at its ends in order to be able to oscillate about a theoretical axis parallel to the upper surface of the table 2,
The cross member 4 supports, suitably guided and adjustable in height by means of a hand wheel 5, an assembly which constitutes a mold holder 6, the lower edge of which provided with a suitable ring 7 can rest in a sealed manner on a ring 8 of table 2. The mold holder 6 is double-walled.
The internal wall of frustoconical shape receives the elements of the mold 9, made of metal or the like, and the space 10 for receiving this mold is in communication by orifices 11 with the space 12 which, itself open, at its part. lower is, due to the presence of the sealing ring 7, in communication with the vacuum chamber 1 through the central hole of the crown 8.
The mold may be metallic, but preferably it consists of an agglomerate of molten cement and asbestos powder in the proportion of one part by weight of cement to five parts of asbestos powder.
To introduce a mold in the mold holder, or in
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remove, we act on the handwheel 5 to raise the mold holder as shown in Figure 1, and the oscillating assembly is spaced from the vertical by pivoting around the pins mentioned above. When the mold is introduced into the mold holder 6, the latter is lowered to bring the ring 7 into contact with the crown 8 and, by acting on the flywheel 14, it locks, via an eccentric 15, the mold holder on the table 2. This locking is provided by a slide 16 which absorbs the reaction of the mold holder 6 when the metal is injected into the mold. The effect of the vacuum in chamber 1 also participates in blocking.
Externally to the chamber 1 is provided a frame 17 which comprises a chamber 18 open at its front part and provided with a seal 19 by which it can come to rest on the edge 20 of an opening 21 for access. to the vacuum chamber 1. In front of the edge 20 is also provided a bearing surface or seal 22 for a shutter 23 or sliding shutter which, when it is erased, is arranged in a sealed well 24. The shutter 23 is operated by any appropriate means not shown. The frame 17 rests by rollers 25 on horizontal rails 26 so as to be able to be moved away from or closer to the vacuum chamber 1.
The movements are ensured in any suitable manner and, for example, and as partially shown, by means of two devices each comprising a piston which is connected to bars 27 fixed to the base 1 of the machine and arranged in a cylinder 28 carried by the frame 17. By admitting a fluid under pressure on one or the other of the faces of the pitsons, the frame 17 is brought closer to or away from the chamber 1.
The pressure chamber is supported relative to the frame 17 so as to be able to be moved horizontally in translation. Any suitable means can be used for this purpose; In the drawings, there is shown, to order
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displacements in translation, a system of articulated levers 29 with a fixed pivot point 30 and an articulation 31 guided horizontally. The axis at the fixed point 30 is driven by an operating lever 32 which allows either to connect the system 29 to bring the pressure chamber 33 to its rear position (Figure 2), or to develop it to bring said chamber into its extreme front position (Figure 3), or again to place the chamber 33 in an intermediate position (Figure 1).
The lever 32 can be operated by hand or automatically in kinematic connection with the other movements of the machine if the latter is to be fully automatic.
Inside the vacuum chamber 1 is arranged a support 34 which presents. at its upper part, two slides 35 intended to receive the pressure chamber 33. This support guided vertically along columns 36 can be raised or lowered by any appropriate control mechanism actuated for example pneumatically or hydraulically from a piston at rack 52 and a toothed sector 53 and combined with eccentrics 37 or separate from these which then only serve to ensure the locking of the support in its extreme high position.
A cylinder 38 is arranged in the axis of the mold holder and comprises a piston 39 which can be moved vertically under the thrust of a pressurized fluid admitted into the cylinder.
The pressure chamber 33, intended to receive the charge of molten metal to be injected into the mold, may or may not be provided with means for heating the metal. In the embodiment of FIG. 4, the chamber comprises a cylinder 37 of refractory material reinforced by a casing of
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graphite 40 around which electric heating resistors 41 are arranged externally protected by a refractory casing 42. The assembly is contained in a metal cylinder 43 with an asbestos cotton filling or filling 44.
A refractory ring is also provided at 45 as well as washers 46 and the whole is held by a head or upper piece of steel 47 which covers the cylinder 43 and comprises a ring 48 whose lower face rests either on the supports provided in the chamber 18 or on slides 35.
A piston 49 is movable in the central perforation of the part 43, this perforation exactly extending the internal bore of the cylinder 37 and the central perforation of the part 47. In its low position, the piston 49 is retained by a thrust washer 50 fixed by screw or otherwise on the part 43. A refraotary lining 51 constituted, for example, by a mixture of asbestos and graphite, is attached to the upper face of the piston 49 to prevent direct contact of the latter with the metal in fusion.
The pressure chamber thus produced makes it possible to maintain the metal to be introduced into the mold, at the most suitable temperature for molding. The simple embodiment of FIG. 5 does not involve heating the metal. The pressure chamber is constituted, in this case, by a steel cylinder 54 with movable piston 55 supporting a refractory pot 56 which receives the charge of molten metal.
As in the previous embodiment, the piston is retained in its lower position by a washer 50.
The operation of the machine is as follows:
In Figure 1, the mold holder 6 is raised above the table 2 and can be tilted as already explained.
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qué to receive the mold 9. The frame 17, with the chamber 18, is separated from the chamber 1 and acts on the lever 32 to bring the pressure chamber 33 into the position it occupies in the drawing and where it can receive the molten metal charge. The pressure chamber 33 is then returned to the chamber 18.
The mold 9 being placed in the mold holder 6, the latter is lowered in contact with the table 2; the shutter 23 is closed and a vacuum is created in chamber 1 (FIG. 2). The chamber 18 is then brought into contact with the edges 20 of the opening 21 of the chamber 1 and the shutter 23 is open: the vacuum then acts to apply the seal 19 to the edges 21. The mold holder 6 is locked on table 2 by slide 16 and eccentric 15.
By means of the lever 32, the articulated system 29 for controlling the pressure chamber 33 is fully developed to bring the latter onto the slides 35 of the support 34, exactly in the axis of the mold holder 6;
The support 34 is lifted to exactly apply the upper face of the pressure chamber 33 against the lower face, of corresponding shape, of the mold 9 (FIG. 3). The piston 39 is then actuated and lifts the piston 49 or 55 from the pressure chamber 33 by forcing the molten metal into the cavities of the mold.
The above operations are then repeated in the reverse order; the filled mold is replaced by an empty mold and a new molding is carried out. The rate of operations is fast and the operation can be fully automatic;