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DISPOSITIFS DE REGULATION A COMMANDE AUTOMATIQUE DES OPERATIONS DANS LES
MACHINES A COULER SOUS PRESSION.
L'invention a pour objet des perfectionnements aux machines à couler sous pression, dont Inutilité découle des considérations ci-après:
A - Dans les machines à couler sous pression de types connus, les différents mouvements à exécuter sont déclenchés et poursuivis automatiquement par un jeu de cames et de soupapes.
Dans la pratique il est nécessaires
1) d'imposer à ces mouvements un ordre chronologique de déclenchement à des instants très précis.\! dont l'écart peut atteindre un dixième de secondeo
2) - de pouvoir modifier au gré de 1-'opérateur la durée de l'une -ou de plusieurs opérationso
La mise en route à froid, la marche continue à chaud et les incidents de marche entraînent des variations de température et par suite des variations de vitesse d'écoulement imposante en outre, des modifications du réglage initial, impossibles à réaliser assez rapidement avec un système rigide de cameso
B - On sait, d'autre part que,
dans les pièces coulées possédant des épaisseurs très variables les parties de faible épaisseur se solidifient très rapidement alors que les parties plus massives restent liquides bien plus longtemps. Il s'ensuit que le retrait s'effectue au détriment des parties encore liquides et que la pièce terminée présente des vides appelés retassurese Une technique connue en fonderie consiste à disposer à l'intérieur du moule des pièces dites refroidisseurs servant à équilibrer la vitesse de refroidissement de la pièce dans ses différentes parties.
Ces pièces refroidissement plus ou moins vite suivant leurs sur-
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faces de contact avec le moule et avec le métal liquide. Il est encore une variable sur laquelle on peut agir.-c'est la durée du contact, à condition de pouvoir retirer, à des instants précis, les différents noyaux refroidisseurs suivant leur position et leurs dimensions.
G - Enfin, dans les machines à couler sous pression, de types connus, on effectue généralement, après coulée dans le cylindre de poche, une mise sous vide de l'ensemble moule et cylindre. Cette mise sous vide a pour but de faciliter le remplissage des moules et de faciliter le dégazage du métalo Dans les dispositions connues,, le vide est fait une fois pour toutes dans l'ensemble des pièces, composant la machine à moulero
Les perfectionnements objet de l'invention consistent en des dispositifs de réglage de commande automatique des mouvements au moyen d'un appareillage électrique ou électronique comprenant des minuteries réglables.
Le rôle de l'opérateur se borne à éffectuer la manoeuvre initiale de fermeture du trou de coulée, cette manoeuvre entraînant automatiquement, sans son intervention, toute la suite des opérationso Les minuteries ont pour but, non seulement de régler les temps, mais de rendre chaque opération entièrement indépendante des autres de façon à pouvoir modifier rapidement ces réglages en fonction de la température, des dimensions de la machine et de la nature et de la forme des pièces à fabriquera
Le système de minuterie de commandes fonctionne avec des liaisons et des agents moteurs pneumatiques, électromagnétiques,,
électroniques ou combinéso
La figure 1 représente à titre d'exemple une commande répondant aux caractéristiques exposées ci-aprèso
La figure 2 représente à titre d'exemple l'application de commandes selon la figure 1, à une machine à couler sous pression. Dans cette ma- chine les minuteries sont du type électronique.
Dans la figure 1 le vérin hydraulique 1 à double effet, transmet son mouvement à l'organe commandé 2 (par exemple un piston d'injection) par l'intermédiaire du piston 3, Un côté du vérin hydraulique peut être alimenté en liquide sous p ression par la tubulure 10, soit mi& en vidange par la tubulure 101 au moyen de vannes indiquées schématiquement en 4 et commandées mécaniquement par un vérin pneumatique à double effet 5 de type connu, par l'intermédiaire d'un levier 9 à point fixe 9'.
Ce vérin pneumatique est alimenté en air ou mis en vidange au moyen de deux électrovalves 6 commandées directement par une minuterie électronique 7 d'un type connue L'air comprimé est fourni par le réseau et le liquide sous pression actionnant les vérins est préparé dans un accumulateur hydraulique. Un contact 8 provoque l'arrêt automatique du piston injecteur en fin de course et sert de sécurité. Il est nécessaire d'avoir un tel dispositif pour chaque vérin à simple effet à commander.
Le fonctionnement de l'appareil est le suivant-.
La minuterie ayant fonctionné, envoie le courant dans les électrovalves 6. L'une de ces électrovalves admet l'air comprimé dans un compartiment du vérin pneumatique 5 pendant que 19 autre électrovalve met 19 autre compartiment en vidangeo Le déplacement du piston de ce vérin entraine, par l'in- termédiaire du levier 9, des poussoirs 91 ou 92,et de la vanne 4, l'admis- sion de liquide sous pression dans un compartiment ou dans l'autre du vérin hy- draulique 1.
La commande par minuterie convenablement agencée, s'applique intégralement à l'extraction automatique des noyaux.
Le temps "zéor" étant celui où l'on obture le trou de coulée du cylindre de poche,les époques voulues pour 19 extraction automatique des refroidisseurs seront réglées sur les relais de types connus commandant les mouvements par l'intermédiaire d'électrovalves contrôlant les vérins à air comprimé, lesquels commandent les vannes d'ouverture ou de fermeture du circuit hy-
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drauliqueo
Les réglages seront faits en fonction des formes, dimensions des pièces et de la vitesse de coulée, de la température, etc,..
Le vide n'est plus réalisé d'un seul coup comme dans les machines classiques. La prise de vide unique peut avoir l'inconvénient d'être noyée d'un seul coup par l'afflux du métal liquidée
Les prises de vide successives ont pour avantage de créer, par leur échelonnement rationnel, un mouvement continu dans la masse fluide en cours de coulée.
Il n'y a plus de poches d'air à l'entrée du métal, suivies de plages vides où le métal se précipite, donc plus de coulées avec tourbillons nuisibleso
Le vide est réalisé d'abord dans la poche, puis dans la chemise et, enfin, dans les moules, à l'instant précis où le métal commence à y péné- trero Cette succession d'opérations est réalisée automatiquement par le système de régulation indiqué précédemment, l'ouverture de chaque groupe étant comman- dée par un contacte Lorsqu'une soupape est ouverte, les deux autres sont fer- méeso
On obtient ainsi le dégazage voulu, avec une régulation parfai- te de la coulée et un remplissage complet du moule.
Pour la commande automati- que, les électrovalves mettent directement et successivement les différentes enceintes à vider en relation avec un réseau de vide.
A titre d'exemple, on a représenté l'application de dispositifs de commande tels que décrits ci-dessus aux différents vérins concernant le fonctionnement de machines à couler sous pression. Sur cette figure les canali- sations de fluide,télescopiques s'il y a lieu, ont été représentés schématiquement par des lignes à traits interrompuso
Dans la figure 2 la machine est composée d'un plateau inférieur 11 d'un plateau intermédiaire 12 sur lequel est monté le moule 13, d'un plateau supérieur 14. Le dessus de presse 15 porte deux vérins 16 et 17 de remontée de presse. Des tubes télescopiques 18 et 19 permettent l'alimentation en fluide comprimé des vérins 22, 23, 24, 25 malgré des déplacements relatifs du plateau supérieur 14 et du moule 13.
Des butées de fin de course 20 agissent sur le relais 21. Les vérins 22,23, 24, 25 comportent des pistons 22', 23', 24', 25' de manoeuvre des noyaux; ces pistons font partie du moule 13o Le plateau intermédiaire 12 qui sert de dessus au cylindre d'injection 26 et au cylindre d'obturation 27 peut être remonté par l'intermédiaire de crochets 28,29, 30 et 31 agissant sur des barres d'attelage 32 et 33. Un dispositif de verrouillage 34 immobilise les barres d'attelage et un autre dispositif de verrouillage 35 immobilise le plateau intermédiaire 120 Ce dernier porte le trou de coulée 36.
Le plateau inférieur 11 contient le cylindre d'injection 26 et sont piston d'injection 37, le cylindre d'obturation 27 et son piston 38, le cylindre éjecteur 39 et son piston 400
Le piston d'injection 37 est actionné par un groupe de trois vérins 41, 42, 43 et est muni d'un dispositif d'arrêt 440
Le piston obturateur 38 est actionné par un groupe de trois vérins 45, 46 et 47 munis de dispositifs de sécurité et de fin de course 48, 49, 500
Le piston d'éjection 40 est actionné par un vérin 51 muni d'un dispositif d'arrêt de fin de course 520
Un pot de mise en pression 53 est disposé sur le dessus de la machine.
Chacun des vérins hydrauliques est alimenté par un ou deux groupes de commande analogue à celui représenté en figure 1.
Deux vérins 45 et 47 actionnant le piston obturateur 38 sont alimentés par le groupe 54. Le troisième vérin 46 est alimenté par le groupe 55.
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Les vérins de manoeuvre des noyaux 22, 23, 24, 25 sont alimentés par le groupe 56 et le groupe 570
Deux vérins 41 et 43 du piston d'injection sont actionnés par le groupe 59, le troisième vérin 42 est alimenté par le groupe 580
Le vérin 51 du piston d'éjection est commandé par le groupe 60.
Le pot de presse 53 est commandé par le groupe 61 et la levée du plateau supérieur par le groupe 62.
Les cylindres de verrouillage 34 et 35 du plateau intermédiaire et des barres dattelage sont commandés directement par les électrovalves 63 et 64.
Le fonctionnement de la presse est le suivant;
Les différentes parties de la presse étant dans la position représentée par la figure 2 on met les verrous 16 et 17 en vidange et le pot de presse 53 sous pression de manière à amener en contact le plateau inférieur 11, le plateau intermédiaire 12, le moule 13 et le plateau supérieur 14. Les verrouillages 34 et 35 de barre d'attache et de plateau intermédiaire respectivement immobilisent entre eux ces élémentso Le piston obturateur, le piston d'injection et le piston éjecteur étant mis dans la position convenable on verse le métal en fusion dans le trou de coulée. On actionne alors le piston d'injection 37 qui repousse le métal liquide dans le moule.
Dès solidification, les différents éléments de la presse sont remis dans leurs positions primitives grâce au relèvement du plateau supérieur 140
Les groupes 54, 55. 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62 commandant les mouvements des vérins correspondants sont mis en action grâce aux dispositifs de minuterie déjà signaléso
Le réglage de ces minuteries est particulier à chaque fabricationo REVENDICATIONS.
Perfectionnements à une machine à mouler sous pression consis- tant-.
1) Dans la commande, la succession automatique des opérations, . dans un ordre et à des époques déterminées, au moyen d'un système de minuteries sous la dépendance de relais électriques ou électroniques.
2) Dans l'emploi de noyaux refroidisseurs dans les moules, l'extraction chronométrée de ces refroidisseurs en raison des durées de contact requises pour obtenir une action équilibrée et éviter tous les défauts, l'enlèvement de ces noyaux étant fait à des instants bien déterminés au moyen du système de minuterie.
3) L'échelonnement des mises à vide successives des différentes parties des cylindre et du moule, destinées à recevoir le métal liquide, cet échelonnement pouvant être obtenu automatiquement à partir de vérins réglés, commandés par relais électriques ou électroniqueso
4) La combinaison de deux ou trois des dispositions sus-énoncées ci-dessus rendant ainsi entièrement automatique l'ensemble de ces opérations.