Machine pour le moulage à chaud et sous pression. Dans les mécanismes connus pour le mou lage à chaud et sous pression, principalement (le métal et notamment de métaux à point (le fusion élevé, on faisait usage en général jusqu'ici<B>(le</B> deux dispositifs distincts: 1o Un dispositif commandant la, ma.nmu- vre des deux parties ou plaques du moule, c'est-à-dire permettant leur écartement pour l'ouverture et leur rapprochement pour la fermeture du moule. Ce dispositif doit four nir un serrage énergique qui empêche l'ou verture intempestive du moule sous l'effort du métal injecté.
20 Un dispositif assurant l'introduction sous pression du métal dans le moule, ce dispositif pouvant être mécanique, hydrauli que ou pneumatique.
L'homme du métier reconnaît aisément due la force nécessaire au premier dispositif pour maintenir le moule fermé pendant l'in jection du métal, est bien supérieure à celle nécessaire pour assurer l'ouverture -et le sim ple déplacement de la partie mobile .du moule après le moulage. Par conséquent, pendant ces déplacements -de cette partie du moufle, dans le plupart des appareils connus, une fraction importante de la puissance -du pre mier dispositif est disponible.
D'autre part, le deuxième dispositif doit fournir une certaine quantité d'énergie pour opérer l'injection de la matière. Ces deux dépenses d'énergie sont, dans les mécanismes connus jusqu'ici, fournies soit par des pom pes, compresseurs ou analogues, différents, soit par une pompe commune, en se servant alors d'organes de commande appropriés pour les deux susdits dispositifs. Donc, dans ces mécanismes la dépense d'énergie resp. la consommation de fluide comprimé (eau, air, etc.) s'additionnait pour les deux dispositifs.
Le but de la présente invention, qui a pour objet une machine pour le moulage a chaud -et sous pression, notamment de métaux, à moule en deux parties dont une mobile, et à piston d'injection de la matière dans le moule, tous deux actionnés par fluide mo teur, -est -de diminuer la dépense totale d'é nergie.
A cet effet, le cylindre servant à la commande du piston d'injection est en com munication avec un réservoir de fluide com primé, et une liaison mécanique est prévue entre le piston .du cylindre d'ouverture et de fermeture du moule et le piston d'injection, -de façon que lors de l'ouverture du moule par ledit piston du cylindre d'ouverture et de fermeture, le fluide comprimé se trouvant dans le cylindre commandant le piston d'in jection est chassé à nouveau dans ledit ré servoir et ramène ainsi la pression régnant dans ce réservoir à sa valeur initiale, néces saire.
Pratiquement, le réservoir de fluide com primé avec lequel communique le cylindre commandant le piston d'injection peut être un réservoir aéro-hydraulique avec, intercalée entre ce réservoir et ce cylindre, une boîte de commande à clapet. Ce réservoir est rem pli une fois pour toutes de la quantité néces saire de fluide comprimé qui, pour chaque moulage, livre la quantité d'énergie néces saire pour la course d'injection du piston d'injection.
Après le moulage, ce fluide comprimé, qui a mû le piston d'injection, est chassé à nouveau .dans .son réservoir par le dispositif plus puissant qui assure l'ouver ture du moule. On récupère ainsi à peu près complètement l'énergie, et le fluide comprimé ayant servi à manoeuvrer le deuxième dis positif pendant l'opération de moulage pro prement .dite. Le cylindre -du piston d'injec tion n'a donc pas besoin d'être relié à une pompe.
Les dessins annexés montrent, à titre d'exemples, trois formes d'exécution -de la ma chine selon l'invention.
Les fig. 1 à 4 représentent une machine verticale; La fig. 1 en est une coupe verticale dans la position on le moule est fermé et le piston d'injection à fin de course de refoulement; La fig. 2 .est une coupe verticale d'une boîte à clapet intercalée sur la conduite ame nant le fluide comprimé au cylindre comman dant le piston d'injection; La fig. 3 montre la partie mobile du moule et le piston d'injection en haut de leur course;
La fig. 4 montre le piston d'injection en haut de sa course, alors que la partie mobile du moule est revenue' fermer ce dernier; La fig. 5 est une élévation, partie en coupe, du moule d'une machine horizontale; La fig. 6 est la vue en plan correspon- dante; La fig. 7 est une coupe verticale du moule d'une deuxième forme d'exécution d'une ma chine horizontale, le piston étant tout au com mencement @d.e sa course de refoulement;
La fi-. 8 est une même coupe avec le pis ton d'injection è, fin de course de refoulement. Dans l'exemple représenté aux fig. 1 à 4.
le bâti 1 -de la machine supporte une table 2 sur laquelle est disposé, à sa partie centrale, un moule formé par exemple d'un support 3 et de deux plaques 4 et 4a.
Sous la table 2 se trouve fixé un cylin dre 5 dans lequel peut se mouvoir un piston 6, garni de cuirs, et relié par la tige 7 à une entretoise 8. L'entretoise 8 accouple et com mande deux colonnes 9, qui entraînent par les écrous 10 la plaque supérieure 4a du moule, qui constitue dans ce cas la tête de presse.
Deux autres colonnes 11, vissées dans la table 2, supportent une entretoise 12- sur la face inférieure -de laquelle -est fixé un cylin dre 13. Dans le cylindre 13 peut se déplacer un piston 14, garni de cuirs, commandant par l'intermédiaire de la tige 15 un autre piston plus petit, 16.
La tige 15 traverse une garniture spéciale 17 -destinée à jouer le rôle de frein et à em pêcher l'ensemble 16, 15, 14 de retomber par son poids, lorsque cet ensemble se trouve abandonné à lui-même au point mort haut de sa course.
Le piston 16 est pourvu -d'une butée 16a qui, lorsque ce piston est â fin .de course de refoulement, est séparée de la plaque-4a par une distance au moins égale à l'épaisseur -de cette plaque, dans laquelle est pratiquée la ca vité cylindrique 22. Les choses sont établies de manière que lorsque la plaque 4a se dé place vers le haut, elle rencontre après une certaine course, l'épaulement 16a du petit pis ton et ramène l'ensemble 16, 15, 14 à. son point mort haut.
La manoeuvre .de la presse inférieure assu rant l'ouverture et la fermeture des - deux partie.: du moule, est contrôlée par un dis tributeur 18, recevant de l'huile ou de l'eau sous pression venant d'un compresseur on d'un accumulateur, non représentés, et qui permet de diriger le fluide sur une face ou l'autre du piston 6.
La manoeuvre de la presse supérieure est contrôlée par une boîte à clapet 19 interposée sur la canalisation de liaison du cylindre 13 avec un réservoir à. eau 20. Ce réservoir 20 est lui-même en communication constante avec un réservoir d'air comprimé 21.
Le clapet contenu dans la boîte 19 permet par sa levée, commandée au moment oppor tun par une vis à. pas rapide, d'admettre l'eau sous pression du réservoir 20 vers le cylin dre 13.
Inversement-lorsque la plaque 4a remon tera. l'ensemble 1.6, 15, 14, l'eau contenue dans le cylindre 13 sera refoulée dans la canalisa tion, vers<B>la</B> réservoir 20, en soulevant sur son passage le clapet de la boîte 19, et 1a pression en 20 sera ramenée à sa valeur ini tiale.
Le fonctionnement est le suivant: Le moule étant ouvert, c'est-à-dire la pla que 4a étant en haut, l'ensemble 16, 15, 14 se trouve à son point mort haut.
A ce moment en agissant sur le distribu teur 18 on envoie le liquide sous pression à, la partie supérieure du piston 6 qui se trouve chassé vers le bas. La plaque 4a, solidaire du piston 6 vient s'appliquer sur la plaque 4 et le moule se trouve ainsi fermé. L'ensemble d'injection 16, 15, 14 est resté à son point mort haut, d'une part, parce que le clapet de la. boîte 19 est fermé et, d'autre part, parce que le frein 17 empêche l'ensemble de retom ber par son poids.
Le métal à mouler est introduit sous forme de masse réchauffée pâteuse ou fluide dans la cavité 22 ménagée .dans la plaque su périeure 4a comme il a été dit. En agissant sur<B>le</B> levier de la boîte 19, on lève le clapet .de cette boîte et l'eau con tenue dans le réservoir 20 afflue dans le cy lindre 13. L'ensemble 16, 15, 14 descend et le petit piston 16 pénétrant dans la cavité 22 chasse le métal dans les empreintes 24 du moule par l'intermédiaire des canaux de com munication 23.
Il y a lieu de remarquer que le piston d'injection 16 exerce son action contre la par tie fixe 4 du moule. La plaque 4 repose sur une table 2 supportée par le bâti 1 de la machine. De ce fait, la force qui, lors de l'in jection du métal, a tendance à écarter les deux plaques du moule, est diminuée, savoir de la valeur résultant de la section du piston d'injection 16 et de sa pression spécifique. Le coup exercé sur le moule par le piston 16, provoqué par la pression agissant sur ce pis ton, par sa masse et sa vitesse, est ainsi ab sorbé par un ensemble rigide. C'est princi palement ce coup qui, même dans les machi nes hydrauliques, provoque facilement l'ou verture désagréable des moules pendant le moulage.
De même, le frottement exercé par des restes de métal pressés dans la cavité .de la plaque mobile, agit également à l'encontre de la pression d'ouverture.
Le levier de la. boîte 19 est ensuite aban donné et le clapet retombe sur son siège. En agissant sur le distributeur 18, on envoi alors le fluide sous pression sous la face in férieure du piston 6.
A ce moment, la plaque supérieure du moule 4a commence sa course vers le haut. Le petit piston 16 qui traverse cette plaque ne sera entraîné que lorsque la plaque 4a rencontrera l'épaulement 16a ce qui aura pour résultat .de dégager automatiquement par en bas, le reste,de métal et les particules de métal qui auraient pu s'introduire entre le piston 16 et la paroi du cylindre ou cham bre de remplissage 22 :dans lequel il vient d'exercer son office de compression sur le métal.
La partie active .du piston 16 est complè tement libre une fois le mouvement d'ouver ture de la partie mobile du moule terminé; ce qui permet un nettoyage -de cette partie active avant qu'elle repasse dans ladite cham bre -de remplissage, lors du mouvement de fermeture -de la partie mobile du moule. Ainsi, ce piston 16 et les parois de la cham bre 22 sont ménagés relativement à l'usure.
La plaque 4a en effectuant sa coursa vers le haut, ramène l'ensemble 16, 15, 14 à son point mort haut en refoulant l'eau contenue dans le cylindre 13 .dans le réser voir 20 et en soulevant sur son passage le clapet de la boîte 19. La pression dans le réservoir 20 -est ainsi ramenée à sa valeur initiale -de telle sorte que la dépense d'énergie pour l'injection du métal -est à peu près an nulée.
La translation vers le haut est arrêtée par la butée du piston 6 contre le fond du cylindre 5.
Tout mouvement étant arrêté il ne reste plus qu'à extraire les pièces moulées dans les empreintes 24.
Pour les opérations suivantes, le même cycle que précédemment est renouvelé. Dans la machine disposée horizontale ment à laquelle se rapportent les fig. 5 et 6, l'agencement général et le fonctionnement sont les mêmes, les mouvements d'abaisse ment et le soulèvement devenant des mouve ments d'avance -et de recul. Toutefois, dans ce .cas, on a adjoint à la partie mobile du moule une chambre 25, destinée à recevoir la charge de métal. Cette chambre possède, à sa partie supérieure, une ouverture 26 pou vant affecter une forme quelconque, par la quelle le métal -est introduit. Le piston d'in jectian 16 constitue ainsi une -des parois de la chambre.
Le métal qui ne %doit occuper qu'une par tie de la chambre 25 et non sa totalité est entraîné par la translation -du piston, et au moment de la .compression l'ouverture 26 se trouve obturée par le piston.
La longueur .du piston et la position de la butée 16a sont naturellement appropriées à cette modification de la partie mobile du moule.
Alors que dans la forme d'exécution selon les fig. 5 et 6, l'ouverture 26 servant à l'in troduction .du métal est formée dans la par tie mobile 4a elle-même du moule, cette ou verture 26, dans la forme d'exécution selon les fig. 7 -et 8, -est pratiquée dans un cylin- dro 27 monté sur la partie mobile 4a et pou vant coulisser légèrement longitudinalement. Un ressort 28 presse pendant l'introduction du métal, ce cylindre 27 contre la partie fixe 4 du moule, ce qui obture les conduites 29 d'introduction du métal .dans les emprein tes 24 du moule.
Lors du mouvement d'a vance du piston d'injection 16, le métal est tout d'abord comprimé dans la chambre 25, puis quand il exerce une pression déterminée sur le biais 30 du cylindre 27, celui-ci est repoussé en arrière à l'encontre de la pres sion du ressort 28 et les conduits 29 sont libérés.
Machine for hot and pressure molding. In the known mechanisms for hot and pressurized molding, mainly (metal and in particular point metals (high melting), two distinct devices were generally used up to now <B> (the </B>: 1o A device controlling the movement of the two parts or plates of the mold, that is to say, allowing them to move apart for opening and to bring them together for closing the mold. This device must provide an energetic clamping. which prevents the untimely opening of the mold under the force of the injected metal.
A device ensuring the introduction under pressure of the metal into the mold, this device possibly being mechanical, hydraulic or pneumatic.
Those skilled in the art readily recognize that the force necessary for the first device to keep the mold closed during the injection of the metal, is much greater than that necessary to ensure the opening -and the simple displacement of the mobile part .du. mold after molding. Consequently, during these movements -of this part of the muffle, in most of the known apparatuses, a large fraction of the power of the first device is available.
On the other hand, the second device must provide a certain amount of energy to operate the injection of the material. These two energy expenses are, in the mechanisms known hitherto, provided either by different pumps, compressors or the like, or by a common pump, then using appropriate control members for the two aforementioned devices. . Therefore, in these mechanisms the expenditure of energy resp. the consumption of compressed fluid (water, air, etc.) was added for the two devices.
The object of the present invention, which relates to a machine for hot-and under pressure molding, in particular of metals, with a two-part mold, one of which is mobile, and with a piston for injecting the material into the mold, all two actuated by motor fluid, -is -to reduce the total expenditure of energy.
To this end, the cylinder used to control the injection piston is in communication with a reservoir of compressed fluid, and a mechanical connection is provided between the piston of the opening and closing cylinder of the mold and the piston. injection, -so that during the opening of the mold by said piston of the opening and closing cylinder, the compressed fluid in the cylinder controlling the injection piston is expelled again into said tank and thus reduces the pressure in this reservoir to its initial value, necessary.
In practice, the compressed fluid reservoir with which the cylinder controlling the injection piston communicates can be an aero-hydraulic reservoir with, interposed between this reservoir and this cylinder, a valve control box. This reservoir is filled once and for all with the necessary quantity of compressed fluid which, for each molding, delivers the quantity of energy necessary for the injection stroke of the injection piston.
After molding, this compressed fluid, which has moved the injection piston, is driven again .in. Its reservoir by the more powerful device which opens the mold. Energy is thus recovered almost completely, and the compressed fluid having served to operate the second positive device during the actual molding operation. The cylinder of the injection piston therefore does not need to be connected to a pump.
The accompanying drawings show, by way of example, three embodiments of the machine according to the invention.
Figs. 1 to 4 represent a vertical machine; Fig. 1 is a vertical section in the position where the mold is closed and the injection piston at the end of the delivery stroke; Fig. 2 .is a vertical section of a valve box inserted on the pipe bringing the compressed fluid to the cylinder controlling the injection piston; Fig. 3 shows the mobile part of the mold and the injection piston at the top of their stroke;
Fig. 4 shows the injection piston at the top of its stroke, while the mobile part of the mold has returned to close the latter; Fig. 5 is an elevation, partly in section, of the mold of a horizontal machine; Fig. 6 is the corresponding plan view; Fig. 7 is a vertical section through the mold of a second embodiment of a horizontal machine, the piston being at the very beginning @ d.e its delivery stroke;
The fi-. 8 is the same section with the injection pis ton è, delivery limit switch. In the example shown in FIGS. 1 to 4.
the frame 1 of the machine supports a table 2 on which is arranged, at its central part, a mold formed for example of a support 3 and two plates 4 and 4a.
Under the table 2 is fixed a cylinder 5 in which can move a piston 6, lined with leathers, and connected by the rod 7 to a spacer 8. The spacer 8 couples and controls two columns 9, which drive by the nuts 10 the upper plate 4a of the mold, which in this case constitutes the press head.
Two other columns 11, screwed into the table 2, support a spacer 12 on the lower face -of which -is fixed a cylinder dre 13. In the cylinder 13 can move a piston 14, lined with leathers, controlling by the intermediate the rod 15 another smaller piston, 16.
The rod 15 passes through a special lining 17 - intended to act as a brake and to prevent the assembly 16, 15, 14 from falling again by its weight, when this assembly is left to itself at the top dead center of its race.
The piston 16 is provided with a stop 16a which, when this piston is at the end of the discharge stroke, is separated from the plate-4a by a distance at least equal to the thickness of this plate, in which is practiced the cylindrical cavity 22. Things are established so that when the plate 4a moves upwards, it meets after a certain stroke the shoulder 16a of the small udder and brings the assembly 16, 15, 14 at. its top dead center.
The operation of the lower press ensuring the opening and closing of the two parts of the mold is controlled by a distributor 18, receiving pressurized oil or water from a compressor on an accumulator, not shown, and which directs the fluid on one face or the other of the piston 6.
The operation of the upper press is controlled by a valve box 19 interposed on the connecting pipe of the cylinder 13 with a reservoir. water 20. This reservoir 20 is itself in constant communication with a compressed air reservoir 21.
The valve contained in the box 19 allows its lifting, controlled at the oppor tun time by a screw. not fast, to admit the pressurized water from the tank 20 to the cylinder 13.
Conversely - when the plate 4a will rise again. all 1.6, 15, 14, the water contained in cylinder 13 will be pumped back into the pipe, towards <B> the </B> tank 20, lifting the valve of the box 19 in its passage, and 1a pressure at 20 will be reduced to its initial value.
The operation is as follows: With the mold open, that is to say the plate 4a being at the top, the assembly 16, 15, 14 is at its top dead center.
At this time, by acting on the distributor 18, the liquid under pressure is sent to the upper part of the piston 6 which is driven downwards. The plate 4a, integral with the piston 6 comes to rest on the plate 4 and the mold is thus closed. The injection assembly 16, 15, 14 remained at its top dead center, on the one hand, because the valve of the. box 19 is closed and, on the other hand, because the brake 17 prevents the assembly from falling back by its weight.
The metal to be molded is introduced in the form of a heated pasty or fluid mass into the cavity 22 made in the upper plate 4a as has been said. By acting on <B> the </B> lever of the box 19, the valve of this box is raised and the water contained in the tank 20 flows into the cylinder 13. The assembly 16, 15, 14 descends and the small piston 16 entering the cavity 22 pushes the metal into the indentations 24 of the mold via the communication channels 23.
It should be noted that the injection piston 16 exerts its action against the fixed part 4 of the mold. The plate 4 rests on a table 2 supported by the frame 1 of the machine. As a result, the force which, during the injection of the metal, tends to separate the two plates from the mold, is reduced, namely by the value resulting from the section of the injection piston 16 and from its specific pressure. The blow exerted on the mold by the piston 16, caused by the pressure acting on this pis tone, by its mass and its speed, is thus absorbed by a rigid assembly. It is mainly this blow which, even in hydraulic machines, easily causes the unpleasant opening of the molds during molding.
Likewise, the friction exerted by remnants of metal pressed into the cavity of the movable plate also acts against the opening pressure.
The lever of the. box 19 is then given up and the valve falls back on its seat. By acting on the distributor 18, the pressurized fluid is then sent under the lower face of the piston 6.
At this time, the upper mold plate 4a begins its upward stroke. The small piston 16 which passes through this plate will only be driven when the plate 4a meets the shoulder 16a which will have the result of automatically releasing from below, the rest of the metal and the metal particles which could have been introduced. between the piston 16 and the wall of the cylinder or filling chamber 22: in which it has just exerted its office of compression on the metal.
The active part .du piston 16 is completely free once the opening movement of the movable part of the mold is completed; which allows cleaning of this active part before it passes back into said filling chamber, during the closing movement of the movable part of the mold. Thus, this piston 16 and the walls of the chamber 22 are spared with respect to wear.
The plate 4a by making its coursa upwards, brings the assembly 16, 15, 14 to its top dead center by pushing the water contained in the cylinder 13. Into the tank see 20 and by lifting the valve on its passage. the box 19. The pressure in the reservoir 20 -is thus brought back to its initial value -so that the expenditure of energy for the injection of the metal -is almost zero.
The upward translation is stopped by the stop of the piston 6 against the bottom of the cylinder 5.
With all movement stopped, all that remains is to extract the molded parts in the cavities 24.
For the following operations, the same cycle as previously is repeated. In the machine arranged horizontally to which figs relate. 5 and 6, the general arrangement and operation are the same, the lowering and lifting movements becoming forward and backward movements. However, in this case, a chamber 25 has been added to the movable part of the mold, intended to receive the metal charge. This chamber has, at its upper part, an opening 26 to be able to take any shape, through which the metal is introduced. The injectian piston 16 thus constitutes one of the walls of the chamber.
The metal which must occupy only a part of the chamber 25 and not all of it is driven by the translation -du piston, and at the time of .compression the opening 26 is closed by the piston.
The length of the piston and the position of the stop 16a are naturally appropriate for this modification of the movable part of the mold.
While in the embodiment according to FIGS. 5 and 6, the opening 26 serving for the in troduction .du metal is formed in the movable part 4a itself of the mold, this or opening 26, in the embodiment according to FIGS. 7 -and 8, -is made in a cylin- dro 27 mounted on the movable part 4a and able to slide slightly longitudinally. During the introduction of the metal, a spring 28 presses this cylinder 27 against the fixed part 4 of the mold, which closes the pipes 29 for introducing the metal into the recesses 24 of the mold.
During the forward movement of the injection piston 16, the metal is first of all compressed in the chamber 25, then when it exerts a determined pressure on the bias 30 of the cylinder 27, the latter is pushed backwards. against the pressure of the spring 28 and the conduits 29 are released.