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Dans les appareils de moulage par injection horizontale et immersion, on utilise une chambre de refoulement mobile et immersible, généralement en forme
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de théière, exécutant un ou plusieurs mouvements pour recueillir la matière en fusion par le canal de refoule- ment dans la position de prélèvement (position d'immer- sion dans le creuset de fusion rempli de métal liquide), et pour faire passer la matière en fusion dans le moule une fois dans la position de coulée (chambre soulevée hors du creuset de fusion et appliquée contre le moule de coulée) sous l'action de l'air ou. d'un autre gaz comprimée
Etant donné que les positions de prélèvement et de coulée doivent se succéder aussi rapidement que possible, les mécanismes commandant les mouvements doivent remplir les conditions de fonctionnement sui- vantes:
o
1 . Les mouvements de la chambre de refoulement doivent avoir lieu de telle manière que la matiéere en fusion qu'elle contient soit aussi peu que possible agitée et brassée.
2 . La chambre de refoulement doit être appli- quée contre le moule de coulée, c'est-à-dire que la tuyère d'injection doit être raccordée au trou de coulée du moule, de talle manière que les deux organes soient raccordés axialement et exactement alignés l'un par rapport à l'autre.
3 .Pendant la ooulée, la chambre de refoule- ment doit être appliquée contre le moule de coulée par
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une poussée exercée dans l'axe de la tuyère d'injection, ceci pour soustraire la chambre de refoulement aux efforts de flexion nuisibles.
4 .Cette poussée doit être maintenue afin que les efforts de réaction produits pendant la coulée et ayant tendanceà séparer la guyère d'injection du trou de coulée ne puissent agir. Cette poussée de maintien doit également être exercée autant que possible dans l'axe de la tuyère d'injeotion.
Les mécanismes de commande des appareils de moulage à immersion connus ne remplissent généralement qu'une partiede ces conditions defonctionnement. La raison du fonctionnement non parfaitement satisfaisant des mécanismes de commande connus consiste en ce que les dispositifs de suspension de la chambre de refoule- ment ne doivent pas plonger dans le métal en fusion pendant le prélèvement. Il en résulte nécessairement comme dans l'un des appareils connus que, pendant l'immer- sion, la chambre de refoulement doit basculer autour d'un point maintenu au-dessus du niveau du métal en fusion, ce qui est oontraire à la première des condi- tions précitées.
Par contre, lorsqu'on tente d'une manière déjà connue d'éviter le basculement de la chambre de refoulement pendant le prélèvement en la maintenant horizontalement par rapport à la direction d'injeotion,
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il n'est pas possible de procéder autrement qu'en faisant agir la poussée et le verrouillage de la tuyère d'injection contre le trou de coulée très au- dessus de l'axe de cette guyère, en un point de la chambre de refoulement que le métal en fusion ne peut atteindre.
Dans ce cas, on ne remplit pas la quatrième des conditions précitées.Il en résulte une usure rapide et dangereuse sur un seul côté de la tuyère d'injection, tandis que la chambre de refoulement est sozmiseà un effort critique de flexion tout à fait indésirable même lorsqu'on ne considère que la réduc- tion de la résistance mécanique de la chambre de re- foulement sous l'action de la haute température.
La présente invention est matérialisée dans un appareil de moulage par injection de métaux ne com- portant pas les inconvénients des appareils connus.
Suivant l'invention, la chambre de refoulement à immer- sion passe de la position de prélèvement à la position de coulée par un mouvement de translation pure, et cette chambre de refoulement porte sur la face posté- rieure une butée de poussée, placée dans l'axe d'in- jection lorsque la chambre occupe la position de coulée, et contre laquelle l'organe de poussée ne vient s'app- liquer que lorsqu'elle est soulevée hors du bain de fusion.
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Pour l'obtention du mouvement de translation de la chambre de refoulement, on rend de préférence celle-ci solidaire de l'une des bielles, toujours parallèles entre elles, d'un parallélogramme articulé, et on la commande de telle manière que, lors du sou- lèvement hors du. métal en fusion, elle décrive un arc de cercle se terminant par un déplacement en direction de l'axe de la tuyère d'injection.
Sur le dessin annexé à titre d'exemple:-
La fig.l est une vue en coupe axiale partielle d'une première réalisation de l'appareil suivant l'in- vention en position de coulée.
La fig.2 est une vue similaire en coupe par- tielle, mais montre l'appareil dans la position de prélèvement.
La fig. 3 représente un détail.
La fig. 4 est une vue en perspective schéma- tique d'une deuxième réalisation.
La fig.5 est une vue en coupe d'un. détail.
La fig. 6 est une vue en coupe dans la posi- tion de coulée d'une variante de la chambre de refoule- ment, comportant sur la face postérieure une poche ouverte vers le haut, et combinée avec un organe de poussée en forme de crochet.
La fig.7 est une vue similaire montrant la chambre dans la position de prélèvement.
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Au-dessus d'un oreuset 1 qui contient le métal en. fusion sont montés sur chaque côté deux leviers ¯3 et 3', qui pivotent dans des paliers 2 et 2' placés au même niveau. Ces leviers sont reliés entre eux par dex bielles horizontales 5 articulées aux points 4 et 4' de façon que l'ensemble forme un parallélogramme arti- culé. D'autre part, les leviers 3 et 3' sont reliés entre eux par deux autres bielles horizontales 7 arti- oulées aux points 6 et 6' et auxquelles est fixée une chambre de refoulement 8. Dans la position de coulée que montre la f ig.l la tuyère d'injection ± est appli- quée contre un orifioe de coulée 10 du moule. La pression d'application est transmise par un petit rouleau 11 qui prend appui contre la surface de poussée verticale 12 prévue sur la face postérieure de la chambre de refoule- ment.
Cette surface de poussée 12 est prévue au point d'intersection de l'axe de la tuyère d'injection et de la face postérieure de la chambre de refoulement. Le rou- leau 11 est monté sur un levier 13, lui-même monté à pivotement dans un palier 16 et solidaire d'un levier de manoeuvre 14. Un levier de manoeuvre similaire 15 est solidaire du levier 3.
Le fonctionnement dece dispositif et le suivant :
Pour faire passer la chambre de refoulement 8 de la position de coulée (fig.l) à la position de pré-
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lèvement (fig. 2), on rabat tout d'abord le levier de manoeuvre 14 de 90 vers la droite, ce qui annule la pression d'application de la chambre de refoulement 8 contre le moule de coulée. On rabat ensuite le levier 15 de 90 également vers la droite. Les leviers 3, 3' du parallélogramme, de même que la chambre de refoulement 8, exécutent ainsi un mouvement de translation circulaire d'un part de tour vers la position de prélèvement. La chambre derefoulement 8 se remplit alors de métal liquide par l'orifice de la tuyère d'injection.
Pour l'injection de ce métal dans le moule de coulée, on remène le levier 15 puis le levier 14 vers la position correspondant à la position de coulée. La tuyère d'in- jection 9 de la chambre de refoulement 8 atteint donc tout d'abord la position de coulée que montre la fig.l, et le levier de poussée et de verrouillage 13 applique ensuite seulement son rouleau 11 contre la surface de poussée 12. Dans la position de prélèvement (fig. 2) la surface de poussée 12 est placée au-dessous du niveau du métal en fusion mais ne court aucun risque, tandis que le rouleau de poussée 11 est relevé. Le levier 13 est agencé de façon qu'il fonctionne comme un disposi- tif à genouillère lorsqu'il est rabattu dans la posi- tion de coulée.
Au lieu d'exécuter un mouvement circulaire autour d'un axe fixe, donc agissant de façon rigide,
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le rouleau de poussée peut également être monté sur un coulisseau sur lequel agit un ressort de compression, pour asaurer une application plus souple du rouleau 11 contre la surface de poussée 12.
Enfin le levier de poussée et de verrouillage 13 peut être remplacé par un levier à genouillère comme le montre la fig.3. Dans ce cas, la surface de poussée 12 porte une butée d'arrêt, qui arrête le mouvement de l'extrimité libre de levier, et amorce ainsi l'action de la genouillère.,
La chambre de refoulement et l'organe de poussée peuvent également être agencés de la manière indiquée sur les figs.6 et 7. Dans oe cas, la surface de poussée est entourée d'une poohe solidaire de la chambre de refoulement, ouverte vers le haut, et dont l'ouverture est placée au-dessus du niveau du métal en fusion dans le creuset dans la position de prélève- ment de la chambre de refoulement. Cettee poche est également conformée pour permettre le passage de l'organe de verrouillage.
Dans l'exemple représenté sur le dessin 8 désigne la chambre de refoulement, dont la face posté- rieure est munie de la surface de poussée 12. Cette dernière est entourée de la poche 12a ouverte vers le haut, de façon que le bord de cette poche soit placé
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au-des sus du métal en fusion (fig.7) à l'intérieur du creuset S lorsque la chambre de refoulement occupe la position de prélèvement. L'organe de poussée 13 se pré- sentesous la formed'un crochet agencé de façon que son bec puisse pénétrer dans l'ouverture de la poche 12a et agir sur la surface de poussée 12. Mais cet organe de poussée peut également être conformé et agencé d'une autre manière.
Par exemple, au lieu d'être rigide et d'agir positivement, il peut être élastique. Dautre part, l'extrémité de l'axe 16 accouplée à l'organe de poussée peut être constituée à la manière d'une barre de torsion, Pour éviter les efforts perpendiculaires à l'axe d'injection pendant le verrouillage, efforts qui seraient contraires à la troisième des conditions précédemment citées, on peut éventuellement prévoir à l'extrémité libre de l'organe de poussée 13 un rouleau tom@nant autour d'un axe parallèle à l'axe 16.
La variante de réalisation de la chambre de refoulement et de l'organe de poussée ainsi décrite présente l'avantage d'éviter la corrosion de la surface de poussée de la chambre de refoulement sous l'action du métal en fusion, ce qui accroit la longévité de la chambre de refoulement.
L'appareil de moulage à immersion qui vient d'être décrit pourrait également être actionné mécani- quement. Mais, le plus souvent, les appareils de moulage
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par injection à air comprimé sont actionnés à la main.
Cette imperfection apparente est motivée par le mode de commande des appareils et par l'observation néces- saire des prescriptions de travail. Pour la fabrication en grande série de certains objets on a bien déjà tenté d'utiliser des appareils entièrement automatiques.
Toutefois, aucun dispositif de commande automatique @'est connu pour les appareils qui sont destinés à la fabrication d'objets de formes et de tailles différentes.
Dans ce cas, il convient de limiter l'automaticité du fonctionnement à la commande du dispositif de coulée, et de commander séparément les mouvements du moule de coulée.
Pour l'appareil suivant l'invention on peut réaliser un dispositif de commande mécanique en utili- sant des organes de commande qui arrêtent automatiquement après chaque rotation en arbre d'entraînement qui actionne à la fois la chambre de refoulement, le dispositif de verrouillage et la timonerie à leviers aboutissant au distributeur d'air comprimé. Ce dispositif de commande est bloqué dans la position de repos, ce qui empêche toute miseen marche intempestive.
Les organes de commande qui déclenchent le mouvement du dispositif d'entraînement retournent immé- diatement et séparément vers la position de repos après
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leur fonctionnement et ils se trouvent prêts à inter- venir pour l'opération de coulée suivante. Ils assurent donc avec un maximum de sécurité l'arrêt qui doit avoir lieu après chaque tour de rotation de l'arbre d'entraîne- ment.
Dans ce dispositif de commande mécanique, les leviers 14 et 15 seraient donc les leviers d'entraînement indiqués en 40 et 40a sur la fig.4. Les organes de commande directement accouplés à ces leviers d'entraîne- ment sont placés sur la face antérieure de four qui contient le creuset de fusion, et sont solidaires d'un arbre passant sous le four et dont l'extrémité opposée, sortant sur le côté opposé du four, porte la poulie d'entraînement à courroie et le dispositif d'accouple- ment. Ce dispositif d'accouplement est relié par un levier aux organes de commande. Cet agencement sera décrit en détail ci-après
Une came de commande 17, qui déclenche le mouvement, est solidaire d'un arbre 18 passant sous le four et sortant sur le devant de celui-ci.
Cet arbre est entraîné en rotation par une pédale 19 en antago- nisme avec l'action d'un ressort en spirale 20 qui, lorsqu'aucune action n'est exercée sur la pédale, rappelle immédiatement vers la position de départ l'arbre 18 et par conséquent la came de commande 17.
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Cette position de départ est déterminée par un ergot arrêté par une butée.
La came de commande 17 coopère avec un cli- quet 21 suspendu, à un tourillon 23 fixé entre les deux platines la térales d'un coulisseau de commande 22. Ce coulisseau de commande est monté en haut et en bas dans des coulisses prévues sur le bâti du. four, de façon qu'il puisse être soulevé verticalement. Un ressort à lame 25, fixé dans la partie inférieure du coulisseau exerce une pression permanente sur le cliquet 21.
Au-dessus du tourillon 23 du cliquet est fixé, entre les platines latérales du coulisseau, un axe 26, qui entraîne un levier de déclenchement 27 guidé à l'intérieur du coulisseau, et dont l'axe d'ar- ticulation 28 tourne dans un support solidaire du bâti du four. Sous l'action d'un ressort de traction 24, le levier de déclenchement 27 a tendance à retourner vers sa position de repos des qu'il en a été écarté par le soulèvement du coulisseau. 22.
En conséquence, lorsqu'on fait tourner la came 17 à l'aide de la pédale 19, et lorsque le cli- quet 21 est soulevé et dégagé de la came, le ressort de traction 24 rappelle immédiatement vers la position en repos le levier de déclenchement 27 ainsi que le cliquet 21, quelle que soit la position de la pédale 19.
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Le levier de déclenchement 27 produit le débrayage et l'embrayage de l'organe d'accouplement 30 solidaire de l'arbre d'entraînement 29 avec une poulie à courroie 31 tournant librement sur cet arbre. Dans le moyeu, et sur un seul côté de l'organe d'accouple- ment 30, est engage une broche d'accouplement 32 formée vers son extrémité de gauche par une pièce cylindrique pleine, qui est prolongée vers la droite par une tige traversant la paroi de l'organe d'accouple- ment tournée vers le four et se terminant par une rondelle d'entraînement 33. La broche d'accouplement se déplace axialement et est en permanence soumise à l'action d'un ressort de compression 34 ayant tendance à l'introduire dans les trous d'accouplement pratiqués à de faibles intervalles sur un même cercle dans la face du moyeu de la poulie à courroie.
Les mouvements du levier de déclenchement 27 déterminent le moment d'intervention du ressort.
Le levier de déclenchement 27 est prolongé par un bras de commande 35 incurvé en arc de cercle et entourant l'arbre d'entraînement 29. Ce bras de commande est incurvé en héliooide et de bas en haut en direction de l'organe d'accouplement, de façon passer s ous la rondelle d'entraînement 33 et à coopérer avec celle-ci pour retirer la broche d'accouplé-
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ment 32 de son trou. L'embrayage est obtenue par un mouvement d'oscillation du levier de déclenchement 27.
Pendant l'oscillation, la rondelle d'entraînement échappe à l'extrémité du levier et la broche d'accouplement 32 s'engage dans le trou d'accouplement suivant. Le levier de déclenchaient 27 ne s'écarte donc qu'un instant de sa position de repos pour libérer la rondelle d'entraîne- ment 33, mais revient immédiatement vers cette position de repos, de sorte qu'il est depuis longtemps prêt à coopérer de nouveau avec la rondelle d'entraînement lorsque le dispositif d'accouplement est embrayé.
Sur l'arbre d'entraînement 29 sont fixés des plateaux à came 36 et 36a, prévus sur le devant du four et présentant des rainures ou cames internes de commande 37 et 37a. Des galets montés à rotation sur des touril- lons 38 et 38a. Des galets montés à rotation sur des tourillons 38 et 38a roulent dans les rainures de commande pendant la rotation des plateaux à cames et transmettent le mouvement de va-et-vient désiré à des bielles 39 et 39a engagées par une coulisse sur l'arbre d'entraînement. Les leviers de commande 40 et 40a sont ainsi animés d'un mouvement d'oscillation de 90 . Le levier de commande 40 actionne la chambre de refoule- ment, tandis que le levier de commande 40a actionne le levier de poussée et de verrouillage de l'appareil de coulée.
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La fig.4 ne montre que l'un des plateaux came. Le deuxième plateau est monté directement à oôté du premier. Les deux plateaux sont accouplés l'un à l'autre de façon à former un ensemble rotatif. Entre les bielles 39 et 39a animées d'un mouvement de va-et- vient est interposé un disque d'écartement monté fou sur l'arbre 29, et dont le diamètre est égal à celui des plateaux à cames. Ce disque est agencé de façon qu'il ne soit pas entraîné en rotation par l'arbre.
Son pourtour présente un rebord qui fait office d'anneau d'écartement maintenant les plateaux à oames à une distance constante l'un de l'autre. Ce rebord est échancé pour permettre le passage des bielles 39 et 39a.
Les rainures de commande 37 et 37a se distin- guent l'une de l'autre par le fait que la longueur des rampes de travail est respectivement égale à 180 et à 90 . La rampe de travail de chaque rainure est la partie qui s'étend à proximité du pourtour du plateau, et parallèlement à ce pourtour. Les rampes de travail des deux rainures sont décalées angulairement l'une par rapport à l'autre de faon que la rampe de travail du plateau 36 déplace d'abord la chambre de refoulement de la position de prélèvement vers la position de coulée, et que la rampe de travail du plateau 36a amène ensuite le levier de verrouillage dans la position de
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coulée.
Par la suite, le déverrouillage et le rappel de la chambre de refoulement vers la position de pré- lèvement ont lieu successivement en sens inverse.
Dès que le verrouillage de la chambre de refoulement est effectué dans la pos ition de coulée comme indiqué précédemment il est nécessaire d'ouvrir le distributeur d'air comprimé pour injecter dans le moule le métal que contient la chambre de refoulement. Ce ds trib uteur doit s'ouvrir brusquement, ce qui est ob- tenu par le fait que le cliquet 41, sur lequel agit un ressort de traction 40', s'engage brusquement dans une encoche d'un disque de commande 42. Ce disque de commande est solidaire de l'arbre d'entraînement 29.
Il est monté entre les plateaux à oames et la paroi antérieure du four. Il est réglé de telle manière que l'injection ait lieu immédiatement après le verrouillage de la chambre de refoulement et que le reste de la période de verrouillage dure un laps de temps suffisant pour permettre la solidification du métal liquide in- jeoté dans le moule.
Le dispositif de commande mécanique qui vient d'être décrit détermine les mouvements de commande de la manière suivante : Lorsque l'opération abaissela pédale 19, l'arbre 18 tourne dans le sens contraire à celui des aiguilles d'une montre aveo la came de com- mande 17 qui en est solidaire. L'encoche de la came de commande 17 soulevé le cliquet 21 jusqu'à ce que celui-ci
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s'en dégage, pour retourner immédiatement vers la position de départ sons l'action du ressort de trac- tion 24 quelle que soit la durée pendant laquelle la pédale est maintenue abaissée. Sous l'action du res- sort à lame 25, le cliquet revenue à la position de départ à'engage de nouveau dans l'encoche de la came de commande 17. Le rappel en rotation de la came de commande 17 est assure par le ressort en spirale 20.
Le mouvement d'élévation du cliquet 21 est transmis au coulisseau de commande 22 qui le transmet à son tour par l'axe 26 au levier de déclenchement 27 oscillant autour de l'axe 28, et dont le bras de commande 35 est ainsi écarté de l'arbre d'entraînement.
La rondelle d'entraînement 33, jusque là arrêtée par le bras de commande, est libérée et la broche d'accouple- ment 32 soumiseà l'action du ressort de compression 34 est poussée en direction du moyeu de la poulie à courroie faisant office de volant et animée d'un mouvement de rotation. La broche d'accouplement est ainsi engagée dans le trou d'accouplement suivant et elle entraîne l'organe d'accouplement avec l'arbre d'entraînement 29 et les organes de commande qui en sont solidaires
Exactement comme le cliquet de commande 21, le levier de déclenchement 27 revient immédiatement vers la position de départ sous l'action du ressort 29
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des que le cliquet 21 est dégagé, de sorte que,
grâce à son extrémité hélicoïdale relevée en direction de l'organe d'accouplement 30, le bras de commande 35 peut de nouveau coopérer avec la rondelle d'entraînement 33 après un tour de rotation de l'arbre d'entraînement 29.
L'arbre d'entraînement 29, qui est ulors em- brayé, fait tourner les plateaux à cames 36 et 36a.
Gr=ace à la forme des rainures 37 et 37a , ces plateaux actionnent alors les galets montés sur les bielles 39 et 39a et transmettent aux leviers 40 et 40a de l'appareil de moulage le mouvement d'oscillation nécessaire qui s'étend sur un quart de tour.
Immédiatement après le verrouillage de la chambre de refoulement dans la position de coulée, le cliquet él s'engage brusquement, sous l'action du ressort de traction 40', dans l'encoche du disque de commande 42, et ce mouvement ouvre brusquement, par l'intermédiaire de la tringle 40", le distributeur d'air comprimé qui amorce l'injection. Pendant le mouvement de rotation consécutif du disque de commande 42, le cliquet est de nouveau armé, tandis que le distributeur d'air comprimé est refermé.
Le débrayage a lieu après un tour complet de l'arbre d'entraînement 29. A cet effet, la rondelle d'entraînement 33, sous laquelle s'engage lebras de
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commande 35 et qui coopère avec l'extrémité hélicoïdale de ce bras, retire la broche d'accouplement 32 du trou d'accouplement de la poulie à courroie faisant office de volant.
Afin que le déclenchement du dispositif d'en- traînement, et par conséquent la coulée, ne puissent avoir lieu intempestivement, en prévoit un dispositif de blocage qui est commandé par la partie mobile du moule de coulée.Un plussoir monté sur cette partie du moule actionne un levier coudé solidaire d'un verrou 43 qui arrête le levier coudé 44 lorsque le moule est ouvert.
Ce levier coudé est relié par une tringle 45 à la came de commande 17 et empêche celle-oi de tourner. Le verrou 43 n'est retiré que lorsque le moule de coulée est fermé.
L'appareil de moulage à injection suivant l'invention remplit complètement les quatre conditions de fonctionnement précédemment indiquées. Il remplit également les conditions permettant l'entraînement de l'appareil de moulage par un arbre rotatif de la manière décrite pour la réalisation que montre la fig.4.