<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention est relative aux procédés et appa-. reils pour le moulage sous pression et a pour but de prévoir un nouveau procédé et un nouvel appareil pour la production de piè- ces coulées creuses sans utilisation d'un noyau dans le moule .
Suivant l'invention, on prévoit un procédé de moulage sous pression du type dans lequel la matière fondue est chassée dans un moùle refroidi, par une pression, caractérisé en ce que,
<Desc/Clms Page number 2>
après qu'une partie de la matière fondue s'est solidifiée pour former une coquille au contact de la surface du moule, au moins . une partie de la matière non solidifiée restante est enlevée de l'intérieur de la coquille, le résultat étant un objet creux.
Ce procédé comprend avantageusement les phases suivantes.
(a) on chasse la matière fondue dans un moule à pièces multiples pratiquement fermé dont la surface interne est maintent à une température inférieure à celle de la matière fondue; (b) on retient la matière dans le moule pendant une pé- riode de temps prédéterminée; (c) on enlève ensuite rapidement toute matière non soli- difiée hors du moule; (d) on ouvre le moule et on enlève la coquille solidifiée de matière hors du moule; et (e) on refroidit le moule au moins pendant que la matière- y est retenue.
La matière est maintenue convenablement sous pression dans le moule pendant une période de temps prédéterminée.
De façon avantageuse, le transfert de la matière moulée dans et/ou hors du moule est révisé à une vitesse telle que la période de temps prise par le transfert n'est pas supérieure à la période durant laquelle la matière est retenue sous pression dans le moule, et est de préférence sensiblement inférieure à cette période.
L'air ou le gaz se trouvant dans le moue sont, de préfé- rence, évacués avant l'injection de la matière fondue.
Suivant une caractéristique de l'invention)on prévoit dans un appareil de moulage sous pression pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-avant, la combinaison, avec un cylindre de chargement, de moyens pour entretenir l'alimentation du cylindre en matière fondue, de moyens pour garder le cylindre chaud, d'une tuyère de débit une extrémité de ce cylindre, d'un moule pou- vant présenter un orifice qui s'engage sur la tuyère durant la
<Desc/Clms Page number 3>
coulée, de moyens pour fixer le moule avec son orifice en enga- gement avec cette tuyère, de moyens pour refroidir ce moule, de moyens pour appliquer une pression au contenu du cylindre de chargement, et de moyens pour décharger rapidement la matière fondue non désirée, hors du moule.
Suivant une caractéristique de l'invention, le moule peut être monté au-dessus du cylindre de chargement avec son orifice d'entrée située à ou près de l'extrémité inférieure du moule.
Dans une construction préférée, le cylindre de charge- ment est pourvu d'un piston dont une course dans un sens injecte de la matière dans le moule et dont la course de retour retire la matière non utilisée hors du moule. Le sens de la course d'in- jection du piston est, de préférence, ascendant en direction du moule, et la course de retour est donc descendante.
Deux formes de réalisation de l'invention seront décrites ci-après avec référence aux dessins annexés à titre d'exemple.
La figure 1 est une vue en coupe schématique d'une ma- chine de l'invention.
La figure 2 est une vue d'une des moitiés, de moule.
La figure 3 est une vue en coupe schématique d'une ma- chine modifiée de l'invention.
La machine de la figure 1 comprend une table 11 qui por- te sur son coté inférieur un réservoir 12 pour la matière fondue 13 à utiliser dans la production d'objets coulés sous pression creux. Le réservoir 12 est entouré d'un bain d'huile 14 qui peut être maintenu à une température élevée pour chauffer le réser- voir ou au moins pour y maintenir la matière à l'état fluide.
Une colonne creuse 15 est prévue dans le réservoir 12 pour cons- tituer un cylindre de chargement 16. Une ouverture d'entrée 17 est prévue dans la colonne 15 de sorte que la matière fondue 13 peut pénétrer dans le cylindre 16 en provenance du réservoir 12.
<Desc/Clms Page number 4>
.
Cette ouverture 17 peut être fermée par un bouchon 18 supporté par le plongeur 19 d'un vérin pneumatique 21 à double effet, agissant comme on le décrira ci-après. Un piston 22 peut être animé d'un mouvement alternatif dans le cylindre 16 de la maniè- re décrite ci-après. Les pistons'19 et 22 sont entourés par des conduits 23 traversant le bain d'huile 14, de manière que ces pistons ne créent pas de perturbations dans l'huile lorsqu'ils fonctionnent.
A l'extrémité supérieure du cylindre de chargement 16, est prévue une tuyère 24 qui comporte un élément de chauffage 25 et qui saillit du cylindre 16 à travers la table 11 jusqu'en un point où il peut être mis en engagement avec un moule 26. Celui- ci a une capacité de chaleur élevée et est en deux parties 27 et 28, la partie 27 étant fixée à la table 11. L'autre partie de moule 28 peut glisser sur des tiges de guidage 29 fixées parallè- lement à la table 11 pour assurer une mise en concordance correc- te des parties 27 et 28 lorsque le moule est fermé. La partie de moule 28 peut glisser sous l'action d'un vérin pneumatique auxi- liaire 30 à double effet par l'intermédiaire d'un agencement à éléments articulés 31.
Celui-ci est tel que, dans la position fermée des parties de moule 27 et 28, les leviers prennent leur position la plus rigide (montrée extraits pleins)t pour résister à la force de la matière qui est injectée dans le moule et pour serrer les parties de moule ensemble et en connexion étanche aux fluides avec la tuyère 24.
Le moule présente une entrée 32 en alignement avec la tuyère 24 et reliée par un orifice de moule 33 avec la cavité de moule 34. Les dimensions de l'orifice de moule 33 sont égales à plus de deux fois l'épaisseur de la partie de coquille, à for- mer dans le moule, la plus procne de cet orifice de moule 33, pour permettre l'enlèvement rapide de toute matière non solidifiée .
Le moule comporte également une entrée d'air 35 réglée par une
<Desc/Clms Page number 5>
soupape 36 qui est commandée par un cylindre 37, la sortie étant reliée à la pression ambiante. La soupape 36 comporte un élémènt que cylindri 38 saillissant axialement. Cet élément 38 peut servir de noyau lorsqu'il est nécessaire de prévoir un alésage soigneux qui doit être fileté et, lorsqu'on opère suivant l'invention, cette saillie peut servir pour assurer une ouverture dans les parois de la pièce moulée creuse pour les raisons développées ci-après.
La soupape 36 est conique et son siège 39 est de forme correspondante (ce qui est montré de façon exagérée au dessin) de sorte que, lorsque la soupape a été déplacée même légèrement de son siège, la cavité de moule 34 est reliée à la pression am- biante. Le moule présente également un petit alésage 41 relié à un cylindre aspirateur 42.
Un certain nombre d'alésage 43 sont prévus; ils s'éten- dent à travers les pièces de moule 27 et 28. Ces alésages sont reliés à une alimentation d'eau de refroidissement et à des con- duits d'échappement (non représentés) en vue du refroidissement du moule.
L'épaisseur de la coquille formée par la coulée dépend dans une grande mesure de la différence de températures entre la matière fondue et la cavité du moule. Si des parties de la ca- vité du moule sont à des températures plus basses que d'autres parties, la pièce coulée qui se formera aura des parties de pa- roi d'épaisseur différentes, les parties plus épaisses correspon dant aux parties de la cavité les plus froides, et les parties les plus fines correspondant aux parties les plus chaudes de la cavité du moule. De ce fait, lorsqu'une pièce coulée complexe est demandée, les passages d'eau 43 pratiqués dans le moule peu- vent être agencés de manière à procurer des refroidissements différents dans des régions différentes de la surface de la ca- vité de moule 34.
De cette manière, les parois de la pièce coulée
<Desc/Clms Page number 6>
peuvent être épaissies, par exemple à aes endroits de plus grande fatigue. On peut également utiliser des éléments chauffants pour augmenter les différences de températures et ainsi les différen- ces d'épaisseurs de coquille obtenues.
Le transfert de chaleur de la masse fondue au moule 26 se produit en raison d'une grande différence de température en- tre la masse fondue injectée et les surfaces de la cavité de moule 34 mais l'extraction finale de chaleur du moule 26 - qui a une grande capacité de chaleur - par le fluide de refroidisse- ment ne dispose que d'une petite différence de température dis- ponible, à savoir entre le moule 26 et l'eau de refroidissement.
De ce fait, la plus grande aire possible du moule 26 devrait être exposée au milieu réfrigérant, ce qui compose ainsi la petite différence de température mentionnée, et pour la plus petite con- ductivité existant entre le moule 26 et le fluide de refroidis- sement, comparativement avec la conductivité obtenue entre la ma- tière fondue et le moule.
L'alimentation d'air comprimé aux divers vérins et cylin- dres se fait par un système commande par vanne (non représenté) qui, à son tour, est commandé par le déplacement du plongeur du vérin 30. Un dispositif de démarrage à bouton-poussoir 44 est prévu pour amorcer le déplacement du plongeur du vérin 30.Lors- que ce dispositif 44 est poussé, le plongeur déplace les leviers articulés 31 pour fermer le moule. Durant le mouvement de ferme- ture du moule, le bouchon 18 ferme l'ouverture 17. Ensuite, le, cylindre aspirateur 42 est amené à aspirer la cavité du moule. Le cylindre d'aspiration 37 est ensuite fermé; on a ensuite une cour- se ascendante du piston 22 vers le moule 26 avec injection de matière fondue dans ce moule.
La course ascendante du piston 22 continue jusqu'à ce que, la cavité de moule 34 est remplie; la matière fondue qui s'y trou-
<Desc/Clms Page number 7>
ve est mise sous une pression qui est entretenue tandis qu'une pellicule est formée sur la paroi du moule et que la matière la plus proche de la couche se transforme en une sorte de mastic.
Le déplacement du piston 22 vers le haut de sa course coupe l'alimentation d'air au système et le piston 22 reste au haut de sa course, tandis que la pellicule se forme et qu'une petite quantité d'air prédéterminée est débitée par le système à air. Lorsque cette quantité prédéterminée a été débitée,une circulation d'air continue venant du système inverse les suupapes de commande du vérin principal 40 et commande le cylindre 37 de sorte que le piston 22 se déplace vers le bas et que simultané- ment la soupape 36 est retirée de son siège et permet l'entrée d'air dans la cavité de moule 34 par l'entrée 35 et dans la piè- ce coulée proprement dite à travers l'ouverture formée dans là paroi de cette pièce par l'élément cylindrique 38.
De la sorte, toute matière restant liquide est enlevée de la cavité de moule par le piston 22 avec l'aide de la pression de l'air qui pénètre par l'entrée 35.
Le mouvement d'enlèvement final du piston du vérin 40 commande une vanne qui amène le plongeur du cylindre 30 à s'in- verser et à retirer la partie de moule 28. Le mouvement d'enlè- vement final du plongeur du cylindre 30 amène le vérin auxiliaire
21 à s'inverser et à retirer le bouchon 18, de sorte que le cylin. dre 15 est rechargé de matière de coulée liquide. La coquille coulée ou moulée est ensuite enlevée et l'appareil est prêt à un nouveau cycle d'opérations à amorcer par pression du dispo- sitif de démarrage 44.
Les mouvements du piston 22 s'effectuent à haute vitesse, de sorte que le transfert de la matière fondue vers et/ou hors . du moule 26 est réalisé à une vitesse telle que le temps ainsi occupé n'est pas supérieur au temps pendant lequel la matière est
<Desc/Clms Page number 8>
retenue sous pression dans le moule 24 pour la formation de la coquille. Cependant, la course d'enlèvement du piston 22 ne doit pas être trop rapide, sinon la matière fondue qui lui est supé- rieure se metura à bouillir.
Il est a conseiller également que l'arrêt 18 ferme l'ou verture 17 vers le cylindre de chargement 16 durant le retrait du piston 22 et jusqu'à l'ouverture eu moule 26, car sinon, du fait qu'un vide partiel sera laissé au-dessus du piston dans le cylindre 16, de la matière fondue venant du réservoir 12 jailli- rait à travers l'ouverture 17 vers la tuyère 24 et dans le moule
26.
Lorsqu'on réalise une pièce coulée creuse simple en un alliage de zinc, ayant une épaisseur de paroi de 32 millièmes de pouce à peu près partout, sur l'appareil et par le procédé de l'invention, la température du moule est de l'ordre de 260 à
300 F,tandis que la température de la matière fondue est main- tenue dans le réservoir, dans la gamme de 8100 à 820 F, cette matière fondue étant maintenue sous pression dans le moule pen- dant environ 0,2 seconde.
Lorsqu'on coule sous pression des ob- jets creux similaires en utilisant des procédés connus utilisant des noyaux, la température du moule serait de l'ordre de 350 à 450 F et la température ae la masse fondue serait, dans ce cas, de l'ordre de 7800 à 800 F. De la sorte, on voit que, lorsqu'on coule sous pression suivant l'invention, une plus haute tempéra- ture de masse fondue et une plus basse température de moule sont utilisées.
Des pièces coulées suivant l'invention à la température ci-avant ont dés surfaces grandement améliorées comparativement aux pièces coulées similaires réalisées jusqu'à présent. On croit que cette amélioration est aue au fait que la pièce coulée est creuse et peut, par conséquent, lors du refroidissement, se contracter plus fortement que ne le peut une pièce coulée sur
<Desc/Clms Page number 9>
noyau. En outre, comme la pièce coulée de l'invention peut se plus contracter à un degré/élevé, il y a moins de chance que cette pièce coulée ne se craquèle durant le refroidissement, et de ce fait la pièce coulée peut être refroidie à un degré plus élevé que d'autres pièces coulées similaires.
Dans une variante illustrée à la figure 3, le bain de matière 51 est chauffe par un réchauffeur 52 à flammes de gaz, et un conduit mène d'en dessous du bain 51 jusqu'autour de la tuyère 53 du cylindre de chargement 54 qui est lui-même disposé dans le bain de matière 51. L'extrémité inférieure du cylindre 54 com- porte un collier stelliforme 55 qui se monte autour du piston 56 pour empêcher une fuite de matière fondue vers le bas. Le piston traverse la paroi du bain 51 en un montage.étroit et tou- te matière fondue traversant la paroi du bain s'égoutte par un conduit d'évacuation 57.
Dans cette variante, afin de réduire la hauteur, le pis- ton et le cylindre de chargement sont inclinés sur la v-erticale et le moule 58 est alimenté par sa paroi latérale. Cette dernière caractéristique permet également l'utilisation d'une tuyère 59 qui se monte dans la' tuyère de cylindre 53, et une connexion sa- tisfaisante est plus facilement obtenue qu'en serrant la tuyère de cylindre entre les deux parties de moule comme dans la forme de réalisation précédente.
Dans une autre variante d'agencement de la machine, de l'air ou du gaz sous pression élevée peuvent être alimentés à la cavité de moule 34 par une entrée d'air 35. Ou bien, on peut prévoir une chambre au-dessus du moule à la place du cylindre 37, cette chambre étant fermée sauf pour une communication avec l'intérieur du moule. Lors de l'utilisation d'une machine modifiés une quantité suffisante de matière fondue est injectée pour rem- plir le moule et pour occuper une partie importante de la chambre ci-avant de manière que l'air ou le gaz y soient comprimés. La
<Desc/Clms Page number 10>
chambre est chauffée pour assurer que la matière qui s'y trouve reste à fêtât fluide.
Après que cette matière a fait prise sur la surface de la cavité de moule pour former l'objet, l'excès de matière est e-nlevé et cet enlèvement est aidé par la pression de gaz dans la chambre.
Dans un autre agencement modifié encore, la @ matiè re fondue se trouvant dans le réservoir peut être amenée à péné- trer et à s'élever dans le cylindre de chargement 16 par une pression de gaz, ce qui supprime la nécessité d'un piston, tel que 22.
Dans une autre variante de construction encore, pour la coulée d'un objet qui est fermé à son extrémité supérieure, du gaz pour l'enlèvement de l'excès de matière non solidifiée peut être alimenté à travers une conduite convenable s'étendant vers le haut dans l'intérieur du moule jusque près du sommet de celui, ci. Cette conduite peut se trouver dans l'ouverture d'entrée au fond du moule pourvu qu'une aire suffisante d'ouverture existe pour l'enlèvement de la matière restant non solidifiée. Cette conduite peut être un accessoire fixe ou bien elle pourrait être supportée sur le cylindre de chargement.
Une soupape de retenue simple, tel qu'une soupape à boulet, peut être utilisée pour em- pêcher la matière fendue de jaillir dans la conduite, mais pour permettre un débit libre d'un gaz sous la pression nécessaire pour expulser la matière fondue en excès à la fin de l'action de coulée.
Dans une autre variante, la tuyère d'entrée est confor- mée de sorte que la matière fondue pénétrant dans le moule sera pulvérisée sur les côtés de celui-ci.
On comprendra que la forme du moule employé et le procé- dé de coulée peuvent être modifiés pour convenir à l'objet que l'on produit. C'est ainsi que, lorsqu 'on coule un talon de chaus sure métallique, on peut utiliser un moule avec évents et la
<Desc/Clms Page number 11>
surface intérieure du moule sera revêtue d'un agent de sépara- tion
En outre, lorsqu'on moule du chocolat, par exemple sous @ forme d'oeuf de Pâques, l'intérieur du moule peut être revêtu de papier d'argent qui sert d'emballage à l'oeuf et qui évite la nécessité d'un agent de séparation.
REVENDICATIONS
1. Un procédé de moulage sous pression du type dans le- quel la matière fondue est chassée dans un moule refroidi, par une pression, caractérisé en ce que, après qu'une partie de la matière fondue s'est solidifiée pour former une coquille au contact avec la surface du moule, au moins une partir de la ma- tière non solidifiée restante est enlevée de l'intérieur de la coquille, le résultat étant un objet creux.
<Desc / Clms Page number 1>
The present invention relates to methods and apparatus. reils for die casting and aims to provide a new method and apparatus for the production of hollow castings without the use of a core in the mold.
According to the invention, there is provided a pressure molding process of the type in which the molten material is driven into a cooled mold by pressure, characterized in that,
<Desc / Clms Page number 2>
after some of the molten material has solidified to form a shell upon contact with the mold surface, at least. some of the remaining unsolidified material is removed from the interior of the shell, the result being a hollow object.
This process advantageously comprises the following phases.
(a) casting the molten material into a substantially closed multi-piece mold, the inner surface of which is maintained at a temperature below that of the molten material; (b) the material is retained in the mold for a predetermined period of time; (c) then rapidly removing any unsolidified material from the mold; (d) opening the mold and removing the solidified shell of material from the mold; and (e) cooling the mold at least while material is retained therein.
The material is properly maintained under pressure in the mold for a predetermined period of time.
Advantageously, the transfer of the molded material into and / or out of the mold is revised at a rate such that the period of time taken by the transfer is not greater than the period during which the material is held under pressure in the mold. mold, and is preferably substantially less than this period.
The air or gas in the slurry is preferably exhausted before the injection of the molten material.
According to one characteristic of the invention) there is provided in a die-casting apparatus for the implementation of the method described above, the combination, with a loading cylinder, of means for maintaining the supply of molten material to the cylinder. , means for keeping the cylinder hot, a flow nozzle at one end of this cylinder, a mold capable of presenting an orifice which engages on the nozzle during the
<Desc / Clms Page number 3>
casting, means for securing the mold with its orifice in engagement with this nozzle, means for cooling this mold, means for applying pressure to the contents of the loading cylinder, and means for rapidly discharging unwanted molten material , out of the mold.
According to a feature of the invention, the mold can be mounted above the loading cylinder with its inlet port located at or near the lower end of the mold.
In a preferred construction, the loading cylinder is provided with a piston whose stroke in one direction injects material into the mold and the return stroke of which withdraws unused material from the mold. The direction of the injection stroke of the piston is preferably upward toward the mold, and the return stroke is therefore downward.
Two embodiments of the invention will be described below with reference to the accompanying drawings by way of example.
Figure 1 is a schematic sectional view of a machine of the invention.
Figure 2 is a view of one of the mold halves.
Figure 3 is a schematic sectional view of a modified machine of the invention.
The machine of FIG. 1 comprises a table 11 which carries on its lower side a reservoir 12 for the molten material 13 to be used in the production of hollow die-cast articles. The reservoir 12 is surrounded by an oil bath 14 which can be maintained at an elevated temperature to heat the reservoir or at least to maintain the material therein in a fluid state.
A hollow column 15 is provided in the reservoir 12 to constitute a loading cylinder 16. An inlet opening 17 is provided in the column 15 so that the molten material 13 can enter the cylinder 16 from the reservoir 12. .
<Desc / Clms Page number 4>
.
This opening 17 can be closed by a plug 18 supported by the plunger 19 of a double-acting pneumatic cylinder 21, acting as will be described below. A piston 22 can be reciprocated in the cylinder 16 in the manner described below. The pistons' 19 and 22 are surrounded by conduits 23 passing through the oil bath 14, so that these pistons do not create disturbances in the oil when they are operating.
At the upper end of the loading cylinder 16, there is provided a nozzle 24 which has a heating element 25 and which protrudes from the cylinder 16 through the table 11 to a point where it can be brought into engagement with a mold 26 This has a high heat capacity and is in two parts 27 and 28, the part 27 being fixed to the table 11. The other mold part 28 can slide on guide rods 29 fixed parallel to the table. table 11 to ensure correct matching of parts 27 and 28 when the mold is closed. The mold part 28 can slide under the action of an auxiliary double-acting pneumatic cylinder 30 via a hinged element arrangement 31.
This is such that, in the closed position of the mold parts 27 and 28, the levers take their most rigid position (shown full extracts) t to resist the force of the material which is injected into the mold and to clamp the mold parts together and in fluid-tight connection with the nozzle 24.
The mold has an inlet 32 in alignment with the nozzle 24 and connected by a mold port 33 with the mold cavity 34. The dimensions of the mold port 33 are more than twice the thickness of the part of the mold. shell, to be formed in the mold, the most procne of this mold orifice 33, to allow the rapid removal of any unsolidified material.
The mold also comprises an air inlet 35 regulated by a
<Desc / Clms Page number 5>
valve 36 which is controlled by a cylinder 37, the outlet being connected to ambient pressure. The valve 36 has a cylindrical element 38 projecting axially. This element 38 can serve as a core when it is necessary to provide a careful bore which must be threaded and, when operating according to the invention, this protrusion can serve to provide an opening in the walls of the hollow molded part for them. reasons developed below.
The valve 36 is conical and its seat 39 is of corresponding shape (which is exaggeratedly shown in the drawing) so that when the valve has been moved even slightly from its seat, the mold cavity 34 is pressure connected. ambient. The mold also has a small bore 41 connected to a vacuum cylinder 42.
A number of bores 43 are provided; they extend through mold pieces 27 and 28. These bores are connected to a cooling water supply and to exhaust pipes (not shown) for cooling the mold.
The thickness of the shell formed by the casting depends to a large extent on the temperature difference between the melt and the mold cavity. If parts of the mold cavity are at lower temperatures than other parts, the casting that will be formed will have wall parts of different thickness, the thicker parts corresponding to the parts of the mold. colder cavity, and the thinnest parts corresponding to the hottest parts of the mold cavity. Therefore, when a complex casting is required, the water passages 43 in the mold can be arranged to provide different cooling in different regions of the surface of the mold cavity 34. .
In this way, the walls of the casting
<Desc / Clms Page number 6>
can be thickened, for example in places of greatest fatigue. Heating elements can also be used to increase the differences in temperature and thus the differences in shell thicknesses obtained.
The heat transfer from the melt to the mold 26 occurs due to a large temperature difference between the injected melt and the surfaces of the mold cavity 34 but the final heat extraction from the mold 26 - which has a large heat capacity - by the coolant only has a small temperature difference available, ie between the mold 26 and the cooling water.
Therefore, the largest possible area of the mold 26 should be exposed to the cooling medium, thus making up the small temperature difference mentioned, and for the smallest conductivity existing between the mold 26 and the cooling medium. , compared with the conductivity obtained between the molten material and the mold.
The supply of compressed air to the various jacks and cylinders is effected by a valve control system (not shown) which, in turn, is controlled by the movement of the plunger of the ram 30. A button start device. pusher 44 is provided to initiate movement of the plunger of the jack 30. When this device 44 is pushed, the plunger moves the articulated levers 31 to close the mold. During the closing movement of the mold, the plug 18 closes the opening 17. Next, the vacuum cylinder 42 is caused to vacuum the mold cavity. The suction cylinder 37 is then closed; there is then an ascending stroke of the piston 22 towards the mold 26 with injection of molten material into this mold.
The upstroke of piston 22 continues until mold cavity 34 is filled; the molten material that is there-
<Desc / Clms Page number 7>
ve is put under a pressure which is maintained while a film is formed on the wall of the mold and the material closest to the layer is transformed into a kind of putty.
Moving piston 22 up its stroke shuts off air supply to the system and piston 22 remains at the top of its stroke, as the film forms and a predetermined small amount of air is delivered through it. the air system. When this predetermined quantity has been delivered, a continuous flow of air from the system reverses the control valves of the main cylinder 40 and controls the cylinder 37 so that the piston 22 moves downward and simultaneously the valve 36. is withdrawn from its seat and allows the entry of air into the mold cavity 34 through the inlet 35 and into the casting itself through the opening formed in the wall of this part by the cylindrical member 38.
In this way, any material remaining liquid is removed from the mold cavity by the piston 22 with the help of the pressure of the air which enters through the inlet 35.
The final removing movement of the piston from the cylinder 40 controls a valve which causes the plunger of the cylinder 30 to reverse and remove the mold portion 28. The final removal movement of the plunger from the cylinder 30 causes the auxiliary cylinder
21 to reverse and remove the plug 18, so that the cylin. dre 15 is recharged with liquid casting material. The cast or molded shell is then removed and the apparatus is ready for a new cycle of operations to be initiated by pressing the starting device 44.
The movements of the piston 22 take place at high speed, so that the transfer of the molten material in and / or out. of the mold 26 is produced at a speed such that the time thus occupied is not greater than the time during which the material is
<Desc / Clms Page number 8>
retained under pressure in the mold 24 for the formation of the shell. However, the removal stroke of piston 22 should not be too rapid, otherwise the molten material above it will start to boil.
It is also advisable that the stop 18 closes the opening 17 towards the loading cylinder 16 during the withdrawal of the piston 22 and until the opening in the mold 26, because otherwise, the fact that a partial vacuum will be left above the piston in cylinder 16, molten material from reservoir 12 would spurt out through opening 17 to nozzle 24 and into mold
26.
When making a simple hollow casting of a zinc alloy, having a wall thickness of 32 thousandths of an inch almost everywhere, on the apparatus and by the method of the invention, the temperature of the mold is 1. 'order of 260 to
300 F, while the temperature of the melt is maintained in the tank, in the range of 8,100 to 820 F, this melt being held under pressure in the mold for about 0.2 seconds.
When similar hollow articles are pressure-cast using known methods using cores, the temperature of the mold would be in the range of 350 to 450 F and the temperature of the melt in this case would be 1. In the range of 7800 to 800 F. As a result, it is seen that when casting under pressure according to the invention a higher melt temperature and a lower mold temperature are used.
Castings according to the invention at the above temperature have greatly improved surfaces compared to similar castings produced heretofore. It is believed that this improvement is due to the fact that the casting is hollow and therefore may, upon cooling, contract more strongly than can a casting on.
<Desc / Clms Page number 9>
core. Further, since the inventive casting can shrink to a high degree more, there is less chance that this casting will crack during cooling, and hence the casting can be cooled to a low temperature. higher degree than other similar castings.
In a variant illustrated in Figure 3, the material bath 51 is heated by a heater 52 with gas flames, and a duct leads from below the bath 51 to around the nozzle 53 of the loading cylinder 54 which is itself disposed in the material bath 51. The lower end of the cylinder 54 has a star collar 55 which mounts around the piston 56 to prevent leakage of molten material downward. The piston passes through the wall of the bath 51 in a narrow fit and any molten material passing through the wall of the bath drains through a discharge duct 57.
In this variant, in order to reduce the height, the piston and the loading cylinder are inclined on the vertical and the mold 58 is fed by its side wall. This latter feature also allows the use of a nozzle 59 which mounts in the cylinder nozzle 53, and a satisfactory connection is more easily obtained than by clamping the cylinder nozzle between the two mold parts as in. the previous embodiment.
In another alternative arrangement of the machine, high pressure air or gas may be supplied to the mold cavity 34 through an air inlet 35. Or, a chamber may be provided above the mold. mold in place of cylinder 37, this chamber being closed except for communication with the interior of the mold. When using a modified machine a sufficient quantity of molten material is injected to fill the mold and to occupy a significant part of the above chamber so that air or gas is compressed therein. The
<Desc / Clms Page number 10>
chamber is heated to ensure that the material in it remains fluid.
After this material has set on the surface of the mold cavity to form the object, the excess material is removed and this removal is aided by the gas pressure in the chamber.
In yet another modified arrangement, the molten material in the reservoir can be caused to enter and rise into the charging cylinder 16 by gas pressure, eliminating the need for a piston. , such as 22.
In yet another alternative construction, for the casting of an object which is closed at its upper end, gas for removing excess unsolidified material may be supplied through a suitable conduit extending to the bottom. high into the inside of the mold to near the top of it. This conduit may be in the inlet opening at the bottom of the mold provided that a sufficient opening area exists for the removal of the material remaining unsolidified. This pipe can be a fixed accessory or it could be supported on the loading cylinder.
A simple check valve, such as a ball valve, can be used to prevent split material from spouting into the line, but to allow free flow of gas under the pressure necessary to expel the molten material into the line. excess at the end of the casting action.
In another variation, the inlet nozzle is shaped so that the molten material entering the mold will be sprayed on the sides of the mold.
It will be appreciated that the shape of the mold employed and the casting process can be varied to suit the object being produced. Thus, when casting a metallic heel of shoe, one can use a mold with vents and the
<Desc / Clms Page number 11>
inner surface of the mold will be coated with a release agent
Further, when molding chocolate, for example in the form of an Easter egg, the interior of the mold can be coated with silver foil which serves as a wrapper for the egg and avoids the need for a separating agent.
CLAIMS
1. A die-casting process of the type in which the molten material is forced into a cooled mold by pressure, characterized in that after a portion of the molten material has solidified to form a shell in contact with the surface of the mold at least some of the remaining unsolidified material is removed from the interior of the shell, the result being a hollow object.