Dispositif de contrôle d'échappement d'air pour machine à mouler sous pression.
L'un des principaux inconvénients du moulage sous pression de pièces en métal ou en matières dites plastiques réside dans le fait qu'une certaine quantité d'air a tendance à rester prisonnière dans la pièce moulée après son durcissement.
Cette incorporation d'air dans les pièces provient du fait que l'air contenu dans le moule avant l'injection de matière fondue a de la peine à s'échapper lors de la phase d'in jeetion.
Dans les procédés habituels de fonte ou moulage sous pression, l'on prépare le moule en deux parties appliquées l'une contre l'autre et l'on ménage dans les surfaces de contact des deux parties du moule des canaux d'échappement d'air. La fig. 1 montre précisément la face intérieure d'une des parties d'un moule pour la fabrication d'une pièce de forme générale rectangulaire. Comme cela est visible sur le dessin, la partie centrale du moule présente un évidement 1, de forme correspondant à celle de la pièce à mouler et des canaux 2 sont ménagés dans le plan 3 constituant la surface de contact des deux parties du moule. Ces canaux 2 qui sont en général de forme évasée ont une profondeur de un à deux dixièmes de mm.
Pour éviter que la matière fondue ne puisse sortir directement par ces canaux lors de la phase d'injection, on ménage en général des chambres 4 au voici nage immédiat de l'évidement 1.
Toutefois, de tels canaux se sont révélés tout à fait insuffisants pour garantir l'éva- cuation de l'air contenu dans le moule. En effet, du fait des grandes vitesses d'injection la perte de charge créée par la section très plate des canaux 2 empche que l'air ne soit t intégralement évacué.
En outre, un autre inconvénient de ce procédé réside dans le fait que les canaux 2 et les chambres 4 créent une augmentation importante de la surface du moule sur laquelle agit toute la pression d'injection qui peut s'élever à 300 kg/em2 et plus. Or, lors de la phase d'injection, plus la surface sur laquelle agit la matière fondue est grande, plus les deux parties du moule ont tendance à se séparer l'une de l'autre. Aussi, une telle Cens- truction favorise-t-elle les projections de matière fondue par le plan de contact des deux parties du moule. De plus, cet écartement des deux parties du moule diminue la précision de moulage des pièces.
La présente invention a pour objet un dispositif de contrôle d'échappement d'air pour machine à mouler sous pression permettant de remédier aux inconvénients précités.
Selon l'invention, le canal de sortie d'air du moule est contrôlé par au moins un organe d'obturation relié mécaniquement à un piston dont la face active est située dans ledit canal en amont dudit organe d'obturation, de manière que l'arrivée de la matière fondue en contact avec ledit piston provoque un déplacément de celui-ci amenant l'organe d'obtu- ration en position de fermeture du canal.
Les f : ig. 2 Åa du dessin annexe montrent, à titre d'exemple et schématiquement, deux formes d'exécution du dispositif selon l'inven- tion.
La fig. 2 est une vue en coupe d'un moule et du piston d'injection d'une machine de fonte sous pression montrant la position occupée par le dispositif.
La fig. 3 est une vue, à plus grande échelle, du dispositif lui-mme selon une première forme d'exécution.
La fig. 4 est une vue en bout du dispositif montré à la fig. 3.
La fig. 5 est une vue de la face intérieure d'une des parties d'un moule montrant une seconde forme d'exécution du dispositif selon l'invention.
En référence à la fig. 2, la machine de fonte sous pression représentée comprend un bâti 5 dans lequel est fixée une douille d'in jection 6 dans laquelle est suseeptible de eoil- lisser un piston d'injection 7.
Contre le bâti 5 sont maintenues serrées l'une contre l'autre, par un mécanisme non représenté, deux parties 8 et 9 constituant un moule.
La forme de la pièce à mouler est donc donnée par l'évidement 1 visible au centre de la figure. Un canal d'échappement d'air 10 est prévu dans la partie supérieure du moule. Ce canal est contrôlé par un organe d'obturation 11.
Comme cela est visible sur les fig. 3 et 4, cet organe d'obturation est constitué par un corps cylindrique présentant des rainures 12 sur une partie de sa longueur et susceptible de coulisser dans un perçage 13 prévu dans une pièce 14. Cette pièce 14 qui est engagée dans un logement de forme correspondante de la partie 8 est donc solidaire du moule.
Dans cette mme pièce 14 est prévu un second perçage 15 dans lequel peut coulisser un piston 16. Comme cela est visible sur le dessin, la face active du piston 16 est située dans le canal 10.
Ce canal 10 présente en amont du piston 16 une chambre 17, puis entre la partie du canal 10 où se trouve la face active dudit pis ton 16 et l'organe d'obturation 11, ce canal 10 se divise en deux bras 1Oa Get 10b dont la section de passage est réduite, chaque bras 10 (6 et 10b ayant une forme arquée.
Cette forme arquée de chacun des bras du canal 10 est prévue de manière à produire sur les particules susceptibles d'tre entraînées par l'air, une centrifugation les emp- chant de parvenir à l'organe d'obturation 11.
Le canal d'échappement 10 se prolonge donc par les rainures 12 dans un logement 18 situé derrière la pièce 14. Ce logement 18 est en communication avec l'extérieur par un perçage 19 servant en mme temps de passage à un organe d'extraction 20 faisant partie d'un dispositif extracteur 21 commandé par une crémaillère 22.
L'organe d'obturation 11 de mme que le piston 16 sont articulés tous les deux sur un levier 23 articulé lui-mme sur un support 24 fixé dans la pièce 14. Ainsi, l'organe d'obturation est relié mécaniquement au piston 16, de sorte que tout mouvement imparti au piston 16 est transmis à l'organe d'obturation n 11 par l'intermédiaire du levier 23.
Le fonctionnement du dispositif décrit en regard des fig. 2 à 4 est le suivant :
Lorsque les deux parties 8 et 9 du moule ont été rapprochées l'une de l'autre, le fondeur verse une certaine quantité de matière fondue dans la douille 6 par l'ouverture 25.
Il actionne ensuite l'organe de commande da piston d'injection 7. Celui-ci se déplace de e droite à gauche par rapport à la fig. 2 en refoulant devant lui la matière fondue et l'air contenu dans le moule. Cet air s'échappe librement par le canal 10. c'est-à-dire à travers la chambre 17, les bras 10a et 10b, les rai nures 12, le logement 18 et le perçage 19.
Lorsque l'évidement 1 a été rempli de matière fondue, celle-ci s'engage alors dans le canal 10, remplit la chambre 17 et arrive au contact du piston 16.
La matière fondue fait alors pression sur ledit piston 16 qui se déplace de droite à gauche sur les fig. 2 et 3 et provoque un dépla- cement correspondant, mais de plus grande amplitude de l'organe 11. Celui-ei obture donc complètement le canal 10 et la pression dans le moule atteint sa valeur maximum.
Le démoulage s'opère de la façon habi tuelle en écartant les parties 8 et 9 et en actionnant le dispositif extracteur 21. Comme cela est visible sur les fig. 2 et 3, l'actionnement du dispositif extracteur 21 provoque un déplacement de l'organe 20 qui vient appuyer sur le piston 16 et le ramener dans sa position initiale de mme que l'organe 11.
Après éloignement de la pièce moulée et rapprochement des parties 8 et 9 la machine est donc prte pour une nouvelle opération de moulage sous pression.
Dans la seconde forme d'exécution repré sentée à la fig. 5, le dispositif comprend aussi une pièce 14 engagée dans la partie 8 du moule, un piston 16, un organe d'obturation 11 et la liaison mécanique par le levier 23.
Seul le canal 10 a une forme différente de celle selon la première forme d'exécution. En effet, le canal 10 présente, en amont de l'es pace dans lequel est situé le piston 16 une chambre 26 de forme allongée.
Le canal 10 débouche en 27 sur un petit côté de la chambre 26 et en sort sensiblement perpendiculairement à sa direction d'entrée en 28 à proximité de son embouchure 27.
La portion de section réduite du canal 10, entre le piston 16 et l'organe 11, présente un seul bras 10a de forme arquée. La sortie de l'air à l'extérieur du moule se fait par un canal 29 faisant communiquer le logement 18 avec l'extérieur.
Le fonctionnement de cette seconde forme d'exécution est le suivant :
Pendant la phase d'injection, la matière fondue est refoulée par le piston 7 dans l'évi dement 1.
L'air est chassé hors du moule par le canal 10. Les particules-de matière fondue qui seraient susceptibles d'tre entraînées par l'air dans le canal 10 s'amoncellent dans 1a partie de la chambre 26 opposée à l'embou chure 27. Le canal de sortie de la chambre 26 ne peut donc tre obturé par la matière fondue que lorsque la plus grande partie de la chambre 26 en est remplie. L'air peut donc s'échapper intégralement du moule et l'organe d'obturation ne ferme le canal d'échap- pement qu'après que la chambre 26 a été remplie de matière fondue et que celle-ci en montant en direction du piston 16 a agi sur celuici pour le déplacer.
Sur la fig. 5 est représentée en pointillé une variante de forme de la chambre 26. Se lon cette variante, la chambre 26 présente un prolongement 30 situé du côté de l'emio. z- chure 27. Ce prolongement 30 l'avantage d'empcher que, lors de l'injection, des éela boussures de métal fondu projeté dans la chambre 26 ne risquent d'tre renvoyées, par réflextion, en sens inverse vers le piston 16.
Le prolongement 30 de la chambre 26 sert donc, dans ce cas, à récolter lesdites éclabous- sures, tout en permettant une évacuation intégrale de l'air contenu dans le moule.
En variante, au lieu de prévoir une cham- bre 17 (fig. 2) ou une chambre 26 (fig. 5) sur le canal d'échappement 10, l'on pourrait faire arriver le canal 10 directement de l'es pace 1 vers le piston 16.
En outre, pour éviter que la pression de refoulement de l'air contenu dans le moule ne provoque un déplacement intempestif et prématuré du piston 16, celui-ci pourrait tre soumis à l'action d'un ressort compensant la pression de l'air.
Les diverses formes d'exécution décrites ci-dessus étaient censées tre appliquées à une machine de fonte sous pression de pièces en métal selon le procédé dit à chambre froide .
Toutefois, il est bien entendu que ces dispositifs pourraient tre appliqués aux machines fonctionnant selon le procédé dit à chambre chaude , de mme qu'aux machines pour la fonte de pièces en matière plastique .
Les avantages de l'utilisation du dispositif f décrit ci-dessus sont les suivants :
(z) possibilité de prévoir un canal d'échap- pement d'air de section importante assurant la sortie intégrale de l'air contenu dans le moule ;
b) diminution de la surface du moule sur laquelle agit la pression d'injection ;
t) suppression des risques d'eclaboussures à l'extérieur du moule par la matière fondue ;
d) suppression de l'air incorporé dans les pièces fondues.
Il est à noter que le dispositif décrit cidessus est d'un emploi des plus avantageux sur une machine de fonte sous pression du type décrit dans le brevet N 302219.
D'autre part, il va de soi qu'au lieu de ne prévoir qu'un seul organe d'obturation 11, le dispositif pourrait en comprendre plusieurs fonctionnant parallèlement.
De mme, selon la forme de la pièce à fondre, plusieurs canaux d'échappement pourraient tre prévus munis chacun du dispositif de contrôle décrit ci-dessus.
Air exhaust control device for die-casting machine.
One of the main drawbacks of the die-casting of parts made of metal or of so-called plastic materials lies in the fact that a certain quantity of air tends to remain trapped in the molded part after it has hardened.
This incorporation of air into the parts comes from the fact that the air contained in the mold before the injection of molten material has difficulty escaping during the injection phase.
In the usual methods of casting or die-casting, the mold is prepared in two parts applied against each other and the contact surfaces of the two parts of the mold are provided with exhaust channels of air. Fig. 1 shows precisely the inner face of one of the parts of a mold for the manufacture of a part of generally rectangular shape. As can be seen in the drawing, the central part of the mold has a recess 1, of shape corresponding to that of the part to be molded, and channels 2 are formed in the plane 3 constituting the contact surface of the two parts of the mold. These channels 2 which are generally flared in shape have a depth of one to two tenths of a mm.
In order to prevent the molten material from being able to exit directly through these channels during the injection phase, chambers 4 are generally provided for immediately following the recess 1.
However, such channels have proved to be quite insufficient to guarantee the evacuation of the air contained in the mold. In fact, due to the high injection speeds, the pressure drop created by the very flat section of the channels 2 prevents the air from being fully evacuated.
In addition, another drawback of this process lies in the fact that the channels 2 and the chambers 4 create a significant increase in the surface of the mold on which all the injection pressure acts, which can amount to 300 kg / em2 and more. However, during the injection phase, the greater the surface on which the molten material acts, the more the two parts of the mold tend to separate from one another. Also, such a Construction favors the projections of molten material through the contact plane of the two parts of the mold. In addition, this spacing of the two parts of the mold reduces the precision of molding of the parts.
The present invention relates to an air exhaust control device for a die-casting machine making it possible to overcome the aforementioned drawbacks.
According to the invention, the air outlet channel of the mold is controlled by at least one closure member mechanically connected to a piston whose active face is located in said channel upstream of said closure member, so that the The arrival of the molten material in contact with said piston causes the latter to move, bringing the closure member to the closed position of the channel.
The f: ig. 2 Åa of the accompanying drawing show, by way of example and diagrammatically, two embodiments of the device according to the invention.
Fig. 2 is a sectional view of a mold and of the injection piston of a die-casting machine showing the position occupied by the device.
Fig. 3 is a view, on a larger scale, of the device itself according to a first embodiment.
Fig. 4 is an end view of the device shown in FIG. 3.
Fig. 5 is a view of the inner face of one of the parts of a mold showing a second embodiment of the device according to the invention.
With reference to FIG. 2, the pressure melting machine shown comprises a frame 5 in which is fixed an injection bush 6 in which an injection piston 7 is capable of smoothing.
Against the frame 5 are held tight against one another, by a mechanism not shown, two parts 8 and 9 constituting a mold.
The shape of the part to be molded is therefore given by the recess 1 visible in the center of the figure. An air exhaust channel 10 is provided in the upper part of the mold. This channel is controlled by a closure member 11.
As can be seen in fig. 3 and 4, this closure member is constituted by a cylindrical body having grooves 12 over a part of its length and capable of sliding in a bore 13 provided in a part 14. This part 14 which is engaged in a shaped housing corresponding part of part 8 is therefore integral with the mold.
In this same part 14, a second bore 15 is provided in which a piston 16 can slide. As can be seen in the drawing, the active face of the piston 16 is located in the channel 10.
This channel 10 has upstream of the piston 16 a chamber 17, then between the part of the channel 10 where the active face of said pis ton 16 is located and the closure member 11, this channel 10 is divided into two arms 10a Get 10b the passage section of which is reduced, each arm 10 (6 and 10b having an arcuate shape.
This arcuate shape of each of the arms of the channel 10 is provided so as to produce, on the particles liable to be entrained by the air, centrifugation preventing them from reaching the closure member 11.
The exhaust channel 10 therefore extends through the grooves 12 in a housing 18 located behind the part 14. This housing 18 is in communication with the outside by a bore 19 serving at the same time for passage of an extraction member 20. forming part of an extractor device 21 controlled by a rack 22.
The closure member 11 as well as the piston 16 are both articulated on a lever 23 itself articulated on a support 24 fixed in the part 14. Thus, the closure member is mechanically connected to the piston 16 , so that any movement imparted to the piston 16 is transmitted to the shutter member 11 via the lever 23.
The operation of the device described with reference to FIGS. 2 to 4 is as follows:
When the two parts 8 and 9 of the mold have been brought together, the founder pours a certain quantity of molten material into the sleeve 6 through the opening 25.
He then actuates the injection piston control member 7. The latter moves from right to left with respect to FIG. 2 by pushing the molten material and the air contained in the mold in front of it. This air escapes freely through channel 10. that is to say through chamber 17, arms 10a and 10b, grooves 12, housing 18 and bore 19.
When the recess 1 has been filled with molten material, the latter then engages in the channel 10, fills the chamber 17 and comes into contact with the piston 16.
The molten material then puts pressure on said piston 16 which moves from right to left in FIGS. 2 and 3 and causes a corresponding displacement, but of greater amplitude, of the member 11. The latter therefore completely closes the channel 10 and the pressure in the mold reaches its maximum value.
Demoulding takes place in the usual way by separating parts 8 and 9 and by actuating the extractor device 21. As can be seen in FIGS. 2 and 3, the actuation of the extractor device 21 causes a displacement of the member 20 which presses on the piston 16 and brings it back to its initial position, as does the member 11.
After removing the molded part and bringing the parts 8 and 9 together, the machine is therefore ready for a new pressure molding operation.
In the second embodiment shown in FIG. 5, the device also comprises a part 14 engaged in part 8 of the mold, a piston 16, a closure member 11 and the mechanical connection via the lever 23.
Only the channel 10 has a shape different from that according to the first embodiment. In fact, the channel 10 has, upstream of the space in which the piston 16 is located, a chamber 26 of elongated shape.
The channel 10 opens at 27 on a small side of the chamber 26 and leaves it substantially perpendicularly to its direction of entry at 28 near its mouth 27.
The portion of reduced section of the channel 10, between the piston 16 and the member 11, has a single arm 10a of arcuate shape. The air exits outside the mold via a channel 29 making the housing 18 communicate with the outside.
The operation of this second embodiment is as follows:
During the injection phase, the molten material is forced by the piston 7 into the recess 1.
The air is forced out of the mold through channel 10. Particles of molten material which would be liable to be entrained by the air in channel 10 accumulate in the part of chamber 26 opposite to the mouth. 27. The outlet channel of the chamber 26 can therefore only be blocked by the molten material when the greater part of the chamber 26 is filled with it. The air can therefore escape completely from the mold and the closure member only closes the exhaust channel after the chamber 26 has been filled with molten material and the latter rising towards the bottom. piston 16 acted on it to move it.
In fig. 5 is shown in dotted lines a variant form of the chamber 26. According to this variant, the chamber 26 has an extension 30 located on the side of the emio. z- chure 27. This extension 30 has the advantage of preventing that, during injection, the splashes of molten metal projected into the chamber 26 risk being returned, by reflection, in the opposite direction towards the piston 16. .
The extension 30 of the chamber 26 therefore serves, in this case, to collect said splashes, while allowing full evacuation of the air contained in the mold.
As a variant, instead of providing a chamber 17 (fig. 2) or a chamber 26 (fig. 5) on the exhaust channel 10, the channel 10 could be made to arrive directly from space 1. to piston 16.
Furthermore, to prevent the discharge pressure of the air contained in the mold from causing an untimely and premature displacement of the piston 16, the latter could be subjected to the action of a spring compensating for the air pressure. .
The various embodiments described above were supposed to be applied to a machine for pressurizing metal parts according to the so-called cold chamber process.
However, it is understood that these devices could be applied to machines operating according to the so-called hot chamber process, as well as to machines for melting plastic parts.
The advantages of using the device f described above are as follows:
(z) possibility of providing an air exhaust channel of large section ensuring the full exit of the air contained in the mold;
b) reduction of the surface of the mold on which the injection pressure acts;
t) elimination of the risk of splashing outside the mold by the molten material;
d) elimination of the air incorporated in the molten parts.
It should be noted that the device described above is of the most advantageous use on a pressure melting machine of the type described in patent No. 302219.
On the other hand, it goes without saying that instead of providing only one closure member 11, the device could include several operating in parallel.
Likewise, depending on the shape of the part to be melted, several exhaust channels could be provided each fitted with the control device described above.