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Dispositif our la fabrication de pièces fondues sous
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pression, R9 loqmol la matière est introà+iito BOYS )tCHEiI }3:ro0Qi9.lq Q.'ano ehaL1:ero .¯A .,.-vr,rva; nv dana un moalo permanent, et prooédé pour la fabrication de 4,,,ora foaàaol i!9U± pros*1 , à l'aiàe de ce dispositif.
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La présente invention a -nitir objet un dispositif
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pour la prorluction de pièces fondues sous pression
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dans lequel.1n. matiere comnrimée est envoyée d'une
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chambre de pression sous pression élevée dans un moule permanent
On connais déjà de nombreux procédés et dispositifs dans lesquels du métal fondu est envoyé sous forte pression depuis une chambre de pression dans ui moule pertinent en fer.
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Dans la plupart des dispositifs de ce 3-enre, la chambre (le pression est disposée, par rapport au ri-oule, de telle sorte que lors de l'opération de compression, le métal n'arrive pas en droite ligne dans le moule, en suivant la direction qui lui a été communiquée par le moyen de
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compression ( piston presseur par exemple ), iJ1aiTLs subit au contraire 1<;,ns le cours de son trajet entre la chambre de pression et lemoule creux, un ou plusieurs changements de direction bien accusés.
Il se produit alors des pertes de
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charge très importantes, (1,-, sorte que pendant le remplissage du moule, la pression développée dits la onambrp de pression sert pour sa plus grande partie, à vaincre les résistances à l'écoulement, et n'est utilisée effectivement que pour uns petite partie.
On a également déjà construit des dispositifs de
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fonderie sous pression, .èollctionn8I,;,t par la pression d'un piston, et dans lesquels le moule à remplir était disposé dans le prolongement rectiliTne de la chambre de pressions Ces dispositifs sont réalisés, partie aveu une chambre de -oression couchée ( horizontale ou inclinée ) partie avec une chambre vertioale. Parmi ces derniers certains comportent
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une,.Ohaisbr,e de pression située au dessous du moule tandis que d'autres ont des chambres de pression disposées au dessus
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du moule. .ais tous les dispositifs réalisés jusqu'à présent OOJilp0rtent des défauts S'opposant à la complète mise en valeur es avantages, àr riiouvelent rectiligne du :
étal,
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avantagea qui doivent se e t ra.ú.L1¯l.é en premier lieu par l'obtention d'objets de densité r:aa,ima et exempts de
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soufflures, ces dispositifs présentent par ailleurs
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des inconvénients de fonctiol1nerúelt entravant la
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vitesse de travail.
Dans les pompes à piston avec le piston presseur dispose horizontalement, réalisées jusqu'à présent, il
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est impossible de it-riplir complètement de métal la cham- brie de 3ressi¯rz avant le transfert; au contraire il reste.toujours au-dessus du r::éta,l, dans la ohamibre de pression, un esoaoe d'air, de sorte que lors de sa course, de oornnression, le piston déplace devant lui de l'air et du i;; àt al : en'raison de la grande vitesse et t gai phénomènes
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inévitables de choc et de tourbillonnement, on ne peut
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éviter que de l'air soit entratnë dans le métal comprLn;é ,
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cet air se retrouvant ensuite, dans les- pièces moulées, sous
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forrje de souillures.
De plus, les pompes à piston horizontal do ce type présentent l'inconvénient, que le -niston - qui constitue l'obturation latérale de la ciianibr<- de pression - ne peut, en service noDal être sorti complètement de le, chan/ore de pression. De ce fait, les résidus et scories
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métalliques ayant pénétré dans la fente existant entre le
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piston et son gudae, ne sont pas enlevés automatiquement à chaque course de travail du piston, ma-t-S peuvent au con- traire, rester en 1Jlace pendant a.i certain nombre de courses de travail du -niston, entre ce dernier et son ra' diaRe, et provoquer ainsi. le mrinpage du piston et en(lot,.niar-,er g!'8.vement
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le dispositif.
Pour pouvoir enlever ces déchets coincés,
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entre le piston et son ;uidat;e, il est nécessaire que le
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piston soit complètement sorti de la chambre de compression
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au cours d'une opér9.t Lm part lcinière, en dehors des courses
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de. travail normales, ce lait exigeant des dispositifs
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moteurs particuliers qui compliquent la construction
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et le rendent plus coûteux, et exigent un tem-os supplémentaire qui diminue le rendement.
Dans les panpes ; à piston comportant une chambre de compression verticl1e disposée en dessous la moule il t'lut, pour chaque remplissage de la cl1au;brce de compres- sion avec le métal, e pour l'enlevèrent du résidu restant dans lagite chambre apr;s chaque course de compression,
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qu'à chaque fois le moule soit sépare cov;plèt ei;:ent de le chambre. De ce Ïs.1.t, la machine présentera.
OE' u-ae part, 1.1-8 construction plus compliquée et elle oera d'antre part, er sUlte de l'aecoierent du nombre âe surfaces de glissement et d; travail devant être mis en contact Jtenche :penlt1t la course de travail, une source ao-ditionnelle de dérangements, laquelle peut conduire - (par exemple lorsque du métal pénètre dans la ente entre la surface de glixs=i,.eat et la lace du moule$ à des dérangements très désagréables et endommager sérieusement tout le dispositif.
Dans les modes de construction de dispositifs de
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fonderie sous pression réalisés jusqu'à, présent et comportant une chambre de oompresaion située au-dessus du moule, il existe toujours dans le canal de communication reliant la
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chambre de compression au moule creux DrO)rerJlent dit, un moyen d'obturation servant à empêcher le métal introduit dens la chambre de s'écouler dans lemoule, sous l'effet deson propre poids, avant que la pression effective ne commence
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à agiroDane certains dispositifs connus, on a prévu comme moyen d'obturation une préparation en matière destructible, amiante par exemple,
mise en place à chaque course de
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travail et àéÉrùtjte. au cours de 7.'oWr:-.tion de -Dressions Dans d'autres -d.ispositi..# tels que celui décrit dans
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Le brevet Allemand 202.586, l'obturation du canal d'arrivée etait assuré par. un organe de commande.
Le premier procédé, c'est-à-dire l'obturation à 1'aide d'un produit destructible présente l'inconvenient d'exiger du temps pour la mise en place du moyeu d'obtura- tion.
Il existe de plus le danger q ue des particules ou déchets,. quand la matière d'obturation arrive dans le métal fondu, subsistent dans les pièces terminées sous forme d'occlusions..
Un organe d'obturation proprement dit doit permettre, lorsqu' il est ouvert, le libre passage du métal sans produire de déviation ni de perte de charge et qui de ce fait ne peut être réalisé que sous forme de robinet ou de tiroir, est exposé en cours de fonctionnement à de si nombreuses possibilités de dérangement ou d'avarie par suite des effets thermiques ou chimiques du métal fondu que des dispositifs de ce genre ne meuvent être employés avec quelque certitude de fonctionnement que pour des métaus µpoint de fusion tres bas.Le procédé objet de la présente invention se distingue de ceux connus juqu'à présent,
essentiellement par le fait que 1.'on utilise systématiquement la propriété, bien connue en so i, de masses métalliques largement refroidies ( de consistance épaisse, visqueuse ou pâteuse) de ne pénétrer, par suite de leur viscosité ou de leur consistance pâteuse, dans des canaux étroits que sous l'action d'une pression élevée, ceci afin de permettre la réalisation d'un dispositif rougissant les avantages de c eux connus usqu'à présent, mais sans.en comporter les inconvénients.
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Conforméuent à 1'invention, le ii5positiE servant a 1*. mise en oeuvre de ce prooëae ast agence de telle sorte que la chambre de pression est disposée immédiateuent au-dpssus ou àirecteme:it à côté du moule creux proprement dit et cor:.r¯¯u:- nique avec ce Carnier au Loyen de canaux étroits partait de 1-3 partie inférieure de la chambre de pression ot ne contenant aucun organe d'obturation. A l'aide à.e ce
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dispositif le procède, objet de l'invention est applique de telle sorte que le métal à comprimer est introduit
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dans la chambre de précision à l'état saa:is:,u:rnexrG rei'ruioi pour pouvoir pncore 'être co11pi'i.r,é, r.:a,is sans que la p#;51;nteui suiliae pour lui permettre de pénétrer danu le recule u, travers les fanaux étroits (Le cot::niu.iication.
Le métal ooulj tintroâuit.. dans la chambre de pression dans ai: état de teru'njrature tel que sa consistance ou sa viscosité l'erJ1pêohent de pénétrer avant le 0011,[,.01100- went de la pression proprement.dite dans les orifices des canaux d'entrée, allaht: au ii,oule creux, orifices qu'il recouvre, le ffi1j;l.1 })011ètr.'J.Jlt dans le moule sous l'eiiet d. la pression, étant encore susceptible de remplir le 1:ou1e entièrement et jusque dans ses plus petits deto.iiSt La ch9.I:.Jore de pression sera prëlurableraent disposée dans un me bloc, avec le moule, v e i' G ±c i 1 ei;;
e#it et symé- trique par rapport au plan de Sé-fj8,I'8.t ion, et corJfjlu¯ciCu8ra
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avec le moule creux au moyen de rainures plates creusées
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d'u'is lr ")lan dr S,ho.y.'8.üi.Ol1, de sortp que l'jrs àP l'ouverture 6..1.1 i;;oaie apres la fin d.e l'opération, la pièce ïondue S) 'JS pression soit libérée avec les jets y attaches et corÙ'jO:3dS du jet proprement dit et u ràskàu solidifié restant î:?.iiE la chambre, et' geut-etre efulevúBo La possibilité de réaliser le :nrocé6.. objet de l'invention; du fait que le
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métal à couler est introduit exactement à la température
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nécessaire dans la. chacbre do pression, quoique le métal contenn'd:.àJ1s le réservoire e s o 1, en général maintenu à tempéra- ture élevée.
A cet effet, on peut maintenir le creuset formant réservoire et dans lequel est prélevé le métal à chaque opération, pour être transféré à la chambre de pression, à un état de température telle que la température du métal y contenu ne diffère de la., température de remplissage que
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d'une fa,±'ole quantité, obtenue par le refroidtsseraenb inévitable qui se produit lors du tran8vsemenfu.
M:FI.is ce ùioà.e opératoire présente pour certaines manières des diflioultés qui. sont d'autant grandes que la région de tjOLl11érature pour laquelle la matière considérée remplit les conditions prévues 'i)ar le procédé est 111u3 étroite.
Dans certains cas, cemode opératoire n'est pas réalisable du tout,
Dans ces cas, on peut remédier aux difficultés en maintenant la satire à mouler , contenue dans des récipients
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z:orr.,t réservoir, a une ten.sc;-râture cowparative#ent plus élevée pour 1'3, soiii.;ettr;, lors àu tr8).13V2.s.er:H';nt d<:"ns la. cb5'rI;'bre (ln ress' n à un refroi.ci.is8.8U':"t préalable, l'a!B#!Q.ant d. le. t ;:1> ;== 4r ;N uir J:lvoe.;-J:3ai.re.
De ce fait, la mise en oeuvre eu ;?procédé devient possible dans tous les cas; suivant les propriétés de la matière à mouler eu suivant les nécessités, particulières de la pièce à réaliser, ce procédé pour être mis en oeuvre de
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dit'iérentes toanières.
:En réchauffant la poche de coulée à une température plus élevée, appropriée et en laissant séjourner la matière pendant un temps approprié dans laditepoche, on peut
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obtenir que le contenu de celle-ci forme dans sa presque totalité, une masse à consistance d bouillie, de liquide épais ou de pâte.
Par ailleurs, on peutobtenir en maintenent la poche de coulée à une température'comparativement basse par un refroidissement momentané et en y laissant la matière pendant un temps plus court, qu'il se forme sur les parois de cette poche une pellicule de mutai plus refroidi, plus ou moins cohérente qui forme un noyau métallique plus cgaud et moins visqueux.
Grâceà cedernier procède, on peut utiliser en particulier des métaux es comportant aucun état dans lequel ils remplissent simultanément les conditions ci-dessus mentionnées.
La pression peut s'exercer sur lemétal qui se trouve dans la chambre de compression, soit: au moyen d'air comprimé, soit au moyen d'un. piston. Les dessins annexes représentent schématiquement et à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation du dispositif avec piston, employé préfé- rablement.
La figure 1 est une vue en coupe verticale de l'ensem- ble du dispositif pendortle remplissage de la chambre, et la Ligure 2 représente le même moule ouvert âpres soli- dification de la pièce coulée.
Les parties principales de l'appareil sont constituées par les deux blocs A. et B. chacun de ceux-ci pouvant être, soit en une pièce, soit composé de plusieurs pièces.
Ces blocs A et B comportent en creux la forme F. de la pièce à mouler, ainsi que la chambre cylindrique de pression K et les canaux E réunissant la chambre de pression au moule creux proprement dit. La pression est exercée au moyen du
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piston plongeur P ajusté dans la, chambre avec un jeu suffi- sant pour éviter tout grippage. Avant le commencement de l'opération de compression les deux blocs A et B sont réu- nis et fortement bloquas l'un contre l'autre, ou verrouillés, de telle sorte que les efforts déveleppés par le métal comprimé soient insuffisants pour les séparer.
Avant le commen- cement de l'opération le piston plongeur P se trouve complè- tement en dehors de la, chambre, de sorte qyecette dernière puisse être remplie sans difficulté avec le métal à couler ( vois fig.l). our réaliser l'opération de coulée le piston plongeur est introduit dans la chambre et déplacé dans celle- ci vers le bas, jusqu'à ce que le moule soit rempli. Après avoir effectué sa course de compression, le piston est com- plètement sorti de la chambre, ce qui libère les scories et résidus qui auraient pu être formés entre la paroi du cylindre et le piston et leur permet de tomber d' eux-mêmes.
On sépa- re ensuite les deux blocs A et B ce qui libère la pièce moulée G avec le jet H, qui peut alors être expulsée ( voir fig.2). La manoeuvre du piston presseur ainsi que les mauve- ments d'ouverture et de fermeture de l'ensemble constitués @per les blocs A. et B s'effectuert @@@@@@@@@@@@@préférablement par des moyens hydrauliques.
Cet exemple illustre les grands avantages du procésé objet de l'invention. Avec le dispositif de la, chambre de -pression au-dessus ou immédiatement à côté du moule, combiné avec l'emploi de mutai largement refroidi ( visqueux et pâteux) il estpossible de simplifier à l'extrême la construction, d'éviter toute accumulation nuisible d'air en amont du moule proprement dit et de communiquer au métal à couler le trajet leplus favorable, du fait qu'on évite des changements de direction trop accusés.
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Il est donc possible, e,vec des dispositifs réalisés
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conforuiéilent à l'invention; d'obtenir des pièces moulées de forme très compliquée de faible épaisseur de 'parois, ne présentant aucun défaut et ayant une surface nette, des
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arêtes vives et une texture Darticuliërenient dense.
Bien entendu l'application du procède ci-dessus décrit ne se lituite pas à 1'ertaloi des dispositifs du type représenté. Bien au contraire, on peut aussi réaliser les
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dispositifs différant , eotablenieit dans leur construction, mais corresnonaant en principe à l'idée fondamentale de l'invention dont le point le plus important consiste à disposer la chambre de pression au-dessus ou à côté du moule creux, de telle sorte que les extrémités des canaux reliant
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la chaubre ru moule creux soit rec 1ilvertes par le métal introduit dans ladite chambre, 1 lerploi cl' organes d'obturation dans ces canaux allant au noule étant en même temps évité, gtâoe à l' emlpoi d'une matière à moula- qui se trouve Caris un état de température déterminé et convenant pour ce moulage.
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d ± "V l il b I O À Efl I o 1.i s 1 ) Dispositif pour la production de pièces, fondues, préfera-
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blement en alliage à 7oint ce fusion élevée, aans lequel' la tua'cière à couler est introduite ,sous iorte pression cLans un moule peraanent, pré.r,bleruent en acier, caractérise par le iait que la chaniorp, de pression est disposée e ii.i;: Jd 1 at ei# ;i; à c6té ou au dessus du uioule creux proprecent dit et communique avec ce, dernier au moyen de canaux de transfert partant de la partie inférieure de la chambre et ne contenant
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aucun organe dobtuxat ion.
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2 ) Dispositif tel que spécifie sous 1 , caractérise par le fait que l'on utilise comme chambre de pression un cylindre creux vertical, symétrique par rapport au plan de sépara- tion du moule, ce cylindre communiquant avec le moule creux proprement dit au moyen de rainures cressées dans le plan de séparation.
3 ) Procédé pour la production de pièces moulées sous pression à l'aide du dispositif revendique sous 1 , carac- térisé par le fait que le métal à mouler est introduit dans la chambre de pression à l'état suffisamment refroidi pour que sa viscosité ou sa consistance épaisse l'empêchent de pénétrer avant que e la pression proprement; dite ne commence à s'exercer dans les orifices des canaux de transfert allant au moule et qu'il recouvre.
4 ) procédé suivant revendication 3 caractérise par le fait que la matière est tenue en réserve dans un récipient approprié , à une température comparativement plus élevée et est soumise lors du transvasement depuis ledit récipient dans la chambre de pression, à un refroidissement l'amenant à la température nécessaire pour le remplissage* 5 ) procédé suivant revendication 4, caractérisé par le fait que l'on utilise plusieurs poches de coulé en les alternant de telle sorte que dans chacune d'elles le métal est soumis au refroidissement jusqu'à ce que le métal 'contenu dans les autres ait été utilisé.
6 ) Procédé tel que revendiqué sous 4 - ou 5 -, caractérisé par le fait t que l'opération de refroidissement dans la pochera de coulée est dirigéepar une action appropriée sur la temmérature de celle-ci, de sorte qu'il se forme sur ses paroies une pellicule de métal solidifié, entourant un noyeau métallique plus chaud ou encore liquide.
7 ) Dispositif pour la. mise en oeuvre du procédé suivant revendication 3 à 6, caractérisé par le fait que l'on
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utilise oomrne chambre de pression un espace creux prévu à l'une des moitiés du moule et communiquant avec le moule proprement dit par des rainures creusées dans le plan de séparation et qui, lorsque le moule est fermé, est recouvert par l'autre moitié du moule, RESUME
Procédé pour la production de pièces fondues sous pression, dans lequel la chambre de pression est disposée à côté ou au dessus du moule proprement âit, par lequel il communique au moyen de canaux (:
Le transfert sans organe d'obturation, le métal étant introduit dans la chambre de pression clans un étab suffisamment refroidi pour que la, pesanteur suitsuffisante pour lui permettre de s'écouler avant que la pression effective ait commencée à s'exercer..